Н а у ч н о - м е т о д и ч е с к и й ж у р н а л

2 0 1 0

еда N.4?

Ж

fil в образовательной среде• Деятельностный подход как основа обучения химии• Экологический всеобуч во внеклассной работе

ИМПРЕСС

2010

М инист ерст во о б разования и на уки Р оссийской Ф едерации Р оссийская академ ия образования И здат ельст во «.Ц ент рхим пресс >

Х И М И Яв школеН А У Ч Н О -Т Е О Р Е Т И Ч Е С К И Й И М Е Т О Д И Ч Е С К И Й Ж У Р Н А Л

И З Д А Ё Т С Я С 1 9 3 7 Г О Д А

2 Дружинина А. Е.О ФОРМИРОВАНИИ ТОЛЕРАНТНЫХ ОТНОШЕНИЙ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ

5 Хмельков С. Б.А КАК ПО ЗАКОНУ?..

НАУКАИ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

6 Кролевец А. А.ХИМИЯ СЛАДКОГО ВКУСА

МЕТОДИКА И ОБМЕН ОПЫТОМ

14 Кузнецова Л. М.УЧЕБНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КАК ИСТОЧНИК ЗНАНИЙ ШКОЛЬНИКОВ

Профилизация обучения 21 Дерябина H. Е.

ДЕЯТЕЛЬНОСТНЫЙ ПОДХОДПРИ ИЗУЧЕНИИ РЕАКЦИЙ ИОННОГО ОБМЕНА

33 Магеррамов А. М., Ахвердиев К. Н., Тагиев И. Б.УРОК НА ОСНОВЕ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ И ВНУТРИПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ

35 Сиушева Г. Г., Шадрунова М. А.ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ БИЗНЕС-ПРОЕКТИРОВАНИЯ НА УРОКАХ ХИМИИ

Попробуйте так37 Беляева/I. П.

УРОК-ПУТЕШЕСТВИЕ ДЛЯ ВОСЬМИКЛАССНИКОВ

39 Абрамова С. И.ПЕРВЫЙ УРОК ХИМИИ В 8-м КЛАССЕ

42 Юмашева Д. В.РОЛЕВАЯ ИГРА, ИЛИ СНОВА НЕЗАМЕНИМЫЕ

Готовим учащихся к Единому государственному экзамену

46 Малин А. Г.ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЧАСТИ С

48 Сыромятникова Л. Ю.ХИМИЯ ГЛАЗАМИ МАТЕМАТИКА

КОНСУЛЬТАЦИЯ51 Никольский А. Б., Телешов С. В.

УЧЕНИЕ О ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ

ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

57 Окольников Ф. Б.ИНТЕГРАТИВНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

61 Беспалов П. И., Дорофеев М. В.КАК ОРГАНИЗОВАТЬ УЧЕБНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

И З ИСТОРИИ ХИМИИ65 Изюмов И. А.

ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ СЕМЁНОВА

ВНЕКЛАССНАЯ РАБОТА70 Гиндина А. Г.

ДАЙТЕ ПЛАНЕТЕ ШАНС!

Готовимся к изучению химии77 Анацко О. Э.

КОМАНДНАЯ ИГРА «ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ МАРКИРОВКИ»

А. Е. ДружининаАПК и ПРО, Москва

О формировании

Т О Л Е Р А Н Т Н Ы Х О Т Н О Ш Е Н И Йв образовательной среде

Н е секрет, что сегодня отношения в обра­зовательной среде далеки от толерантного

взаимодействия, кроме того, существенное воздействие на личность учащихся оказывают агрессивные отношения во внешнем мире. На вопрос о том, какие из негативных социаль­ных явлений имеют наибольшее распростра­нение среди учащихся и молодёжи, 17% опро­ш енных отметили жестокость и насилие. Поэтому важнейшая задача современной шко­лы — формирование личности человека как носителя гуманистических взглядов, идеи то­лерантности в межэтнических отношениях.

Проектирование толерантной образова­тельной среды класса, которая является осно­вой толерантной образовательной системы школы, строится на принципах гуманизации, интеграции, культуросообразносги, вариатив­ности и гибкости. Толерантная культура мно­гоаспектна, и строить образовательное про­странство необходимо с учётом, как минимум, трёх составляющих: готовности администра­ции образовательного учреждения оказывать содействие учителям по внедрению в культу­ру школы педагогики толерантности, толе­рантности учителей как внешней, так и вну­тренней (общий уровень толерантности, эт­ническая и социальная толерантность, а так­же ком муникативная толерантность как отсутствие нетерпимости в общении с други­ми людьми) и восприятия учащимися обра­зовательной срсды как толерантной.

Деятельность администрации важно на­править па создание психолого-педагоги- ческих условий формирования толерантной образовательной среды. К ним относятся гу­манизация отношений субъектов образова­тельного процесса, установка на толерантные отношения, проявляющиеся в готовности уча­

щихся и учителей к взаимодействию, диалогу и сотрудничеству, повышение коммуникатив­ной культуры всех участников образователь­ного процесса. Эта деятельность затрагивает всех субъектов образовательного процесса и реализуется в таких формах работы, как консультирование администрации образова­тельных учреждений по проблемам органи­зации толерантной образовательной среды, внедрение здоровьесберегающих технологий в образовательный процесс, психологические тренинги и групповые дискуссии для учите­лей и учащихся.

Необходимость психологической под­держки ребёнка на протяжении всего перио­да обучения и на всех этапах формирования личности очевидна, так как способствует не только его развитию, но и сохранению пси­хического здоровья. И в этом самую главную роль играют учителя школы. На начальной стадии формирования детского коллектива важно обеспечить эмоциональную комфорт­ность во взаимоотношениях между учащими­ся и педагогами, демонстрировать навыки бесконфликтного общения и вести работу по привитию их школьникам, развивать эмоцио­нальную гибкость, критическое мышление, способности к сотрудничеству, самоконтролю. По мнению учащихся, учитель, обладающий спокойствием, выдержкой, расположенностью к окружающим, создаёт эмоционально-пози­тивную атмосферу в классе, психологически комфортные условия для самореализации и познавательной деятельности школьников, стимулируя таким образом интерес к пред­мету и повышение учебной мотивации в це­лом. Однако вследствие эмоциональных пере­грузок у учителей часто накапливается раз­дражительность, внешним признаком кото-

рой служит коммуникативная нетерпимость, выражающаяся в непринятии индивидуаль­ности другого человека, категоричности или консерватизме в оценках других людей, стрем­лении перевоспитать партнёров, использова­нии себя в качестве эталона при оценке по­ведения и образа мыслей других людей, не­терпимости к физическому или психическому дискомфорту, создаваемому другими людьми, неумении скрывать или сглаживать непри­ятные чувства при столкновении с некомму­никабельными партнерами, прощать окру­жающим ошибки, приспосабливаться к их характеру, привычкам и желаниям.

Деятельность педагога по формированию толерантного взаимодействия между учите­лем и учеником должна осуществляться как на уроках, так и во внеклассной работе. Важ­но выстраивать отношения со школьниками на основе сотрудничества, принимая каждо­го из них как значимую и ценную личность. Умение идти на компромисс, договариваться, способность без конфликта убедить другого в своей правоте и в то же время защити ть его права, способствовать сближению интересов учащихся различных национальных культур и вместе с тем непримиримость к таким ан­тисоциальным явлениям, как фашизм, нарко­мания, расизм, — вот позиция толерантного учителя. Толерантность педагогов проявляет­ся в их поведении: в способности спокойно разобраться в конфликте между учащимися, с пониманием относиться к их учебным до­стижениям и внешнему виду, поступкам.

Воспитание толерантности учащихся — сложный и длительный процесс. Первона­чальное условие для создания комфортного окружения ребенка — сдержанность взрос­лых в критических ситуациях, умение управ­лять своими эмоциями, не развивать, а гасить деструктивные конфликты. Психологический дискомфорт ребёнка, связанный с низкой степенью стрессоустойчивости, практически нулевой толерантностью, сказывается на его успеваемости и физическом здоровье. По мнению II. К. Смирнова, «ученик, для которо­го посещение школы — тяжёлое испытание, каждодневно оставляет в её стенах частичку своего здоровья».

Особую актуальность проблема воспита­ния толерантности приобретает в условиях многонациональных коллективов, где важно не допускать проявления неравенства детей в правах и обязанностях. Самого серьёзного внимания сегодня требуют высокий уровень конфликтности в подростковой среде между представителями различных национально­стей, частое проявление ксенофобии и экс­тремизма. Это обусловлено отсутствием в об­разовательном учреждении гуманистической среды как основы взаимодействия между субъектами образовательного процесса, от­сутствием примеров толерантности, неприя­тием толерантности как базовой гражданской ценности среди педагогов и родителей. Не­редко встречаются родители, которые в слу­чае конфликта между детьми, не разбираясь в его сути и причине, открыто выступают против детей других национальностей.

Практические стратегии и механизмы формирования толерантного сознания пока не разработаны, да и не могут быть универ­сальными. Поэтому целесообразно обращать внимание прежде всего на формирование навыков толерантной коммуникации — осно­вы построения толерантной образовательной среды. Для этого необходимы:

• включение в деятельность по построе­нию толерантной среды всех участников об­разовательного процесса, включая админи­страцию. учителей и учащихся школы;

• учет индивидуальных и половозрастных особенностей учащихся;

• уважительное отношение к личности всех субъектов образовательного процесса. Уважая и принимая позицию и мнение уча­щегося (не обязательно соглашаясь с ними) и при необходимости корректируя их, учитель показывает ему пример толерантного отно­шения к человеку с иным взглядом на мир;

• опора на положительные качества уча­щихся: позитивный социальный опыт, разви­тые (пусть даже в небольшой степсни) конструк­тивные умения взаимодействия с людьми;

• единство формирования когнитивного, аффективного и поведенческого аспектов толерантности;

3

• диалогизация образовательного про­странства и опора на сотрудничество как ве­дущий тии взаимодействия.

В помощь классному руководителю или заместителю директора по учебно-воспита­тельной работе можно предложить материал для обсуждения с учащимися — перечень основных прав каждого человека (Бишоп, 2004):

• быть принятым как равный, независимо от пола, расовой и национальной принадлеж­ности, возраста и физического состояния;

• чувствовать уважение к себе;• принимать решение о том, как прово­

дить время;

мость;• быть выслушанным и воспринятым

всерьёз;• иметь своё мнение;• придерживаться определённых полити­

ческих взглядов;• делать ошибки;• говорить «нет», не испытывая чувства

вины:• отстаивать свои интересы;• говорить «да» самому себе, не чувствуя

себя эгоистом;• иногда терпеть неудачу;• говорить *я не понимаю»;• дел ать заявления, не требующие доказа­

тельств;• получать информацию;• иметь успех;• отстаивать свою веру;• придерживаться собственной системы

ценностей;• иметь время на принятие решений;• брать на себя ответственность за соб­

ственные решения;• иметь личную жизнь;• признаваться в незнании;• меняться (развиваться);• выбирать, включаться или нет в реше­

ние проблем других людей;• не нести ответственности за проблемы

других людей;• заботиться о себе;

• иметь время и место для уединения;• быть индивидуальностью;• запрашивать информацию у профес­

сионалов;• не зависеть от одобрения других лю­

дей;• самому судить о собственной значимо­

сти;• выбирать, как поступать в складываю­

щейся ситуации;• быть независимым:• быть собой, а не тем. кем хотят видеть

окружающие;• не оправдываться. ■

ЛИТЕРАТУРАkwiï'ftB'ùïBviTivi'ùLi. Ь. Размышление а туманной педа­

гогике. — М., 1995.Асмолов А. Г. Аннотация «Практическая психология

и проектирование вариативного образования в России: от парадигмы конфликта к парадигме толерантности» / / Вопросы психологии. — 2003. — № 4.

Асмолов А. Г. Формирование установок толерантно­го сознания как теоретическая и практическая задача / / Мы — сограждане (СМИ и общество) / Под ред. Л. И. Сё­миной. — М.: Бонфи, 2002. — Т. 2. — С. 270-278.

Декларация принципов толерантности / / Век толе­рантности. — 2001. — № 1. — С. 62-68.

Клепцова Е. Ю. Психология и педагогика толерант­ности. — М., 2004.

Психодиагностика толерантности личности / Под ред. Г. У. Солдатовой, Л. А. Шайгеровой. — М., 2008.

Солдатова Г. У. Научная конференция «Толерант­ность — норма жизни в мире разнообразия» / / Вопросы психологии. — 2002. — № 1. — С. 132-135.

Синягина Н. Ю. Группы особого психологического внимания: своевременная диагностика и коррекция // Директор школы. — 2001. — № 9. — С. 49-56.

Синягина Н. Ю. Психолого-педагогическая поддерж­ка школьника в процессе его образования как основа личностно ориентированного образования / / Воспитать человека. — М.: Вентана-Граф. 2002. — С. 147-150.

Синягина Н. Ю. Роль педагога в развитии одарён­ности младшего школьника / / Одарённый ребёнок. — 2005. - № 4. - С. 26-36.

Смирнов Н. К. Здоровьесберегающие технологии и психология здоровья в школе. — М.: АРКТИ, 2005.

Федеральная целевая программа «Формирование установок толерантного сознания и профилактика экс­тремизма в российском обществе (2001-2005 годы)». Утверждена постановлением Правительства Российской Федерации от 25 августа 2001 г. № 629.

4

А КАК П О З А К О Н У ?.

Рубрику ведёт Сергей Борисович Хмельков, заместитель заведующего правовым отделом ЦК Профсоюза работников народного образования и науки РФ. Свои вопросы вы можете за­дать по телефонам редакции: 683-04-03, 683-86-96, а также направить в редакцию письмом или по электронной почте: fnfo@hvsh.ru. Мы обязательно перешлём Сергею Борисовичу ваши вопросы и в одном из номеров журнала опубликуем его ответ.

? Какой должна быть запись в трудовой книжке учителя, победившего в конкурсе луч- тих учителей Российской Федерации и полу­чившего денежное поощрение?

За победу в конкурсе лучших учителей вы­дастся грамота и выплачивается денежное по­ощрение.

Правила ведения и хранения трудовых кни­жек, изготовления бланков трудовой книжки и обеспечения ими работодателей, утверждённые постановлением Правительства РФ от 16 апреля 2003 г. № 225 «О трудовых книжках», в пункте 24 предусматривают, что в 'Трудовую книжку вносят­ся следующие сведения о награждении (поощре­нии) за трудовые заслуги:

а) о награждении государственными награ­дами, в том числе о присвоении государственных почётных званий, на основании соответствую­щих указов и иных решений;

б) о награждении почётными грамотами, присвоении званий и награждении нагрудными знаками, значками, дипломами, почётными гра­мотами, производимом работодателями;

в) о других видах поощрений; предусмотрен­ных законодательством Российской Федерации, а также коллективными договорами, правилами внутреннего трудового распорядка, уставами и положениями о дисциплине.

Учитывая положения подпункта «в» пункта 24 указанных правил, в раздел трудовой книжки «Сведения о поощрениях» работодатель может внести запись о награждении работника грамо­той за победу в конкурсе лучших учителей. При этом в соответствующие графы трудовой книжки вносятся порядковый номер записи, дата и номер приказа (распоряжения) о награждении, указы­вается, каким государственным органом произ­ведено награждение.

? Я работаю учителем химии и биологии в вечерней школе воспитательной колонии. Педагогическим работникам федеральных государственных общеобразовательных

учреждений за выполнение функций классно­го руководителя установлено ежемесячное вознаграждение в размере 1000руб. В классах воспитательной колонии число воспитанни­ков меняется еженедельно. Администрация производит оплату в зависимости от коли­чества обучающихся (по 40 руб.). Соответ­ствует ли это закону?

В пункте 3 «Правил предоставления в 2010 г. субсидий из федерального бюджета бю/ркетам субъектов Российской Федерации на выплату денежного вознаграждения за выполнение функ­ций классного руководителя педагогическим работникам государственных образовательных учреждений субъектов Российской Федерации и муниципальных образовательных учреждений» (утверждённых постановлением Правительства РФ от 30 декабря 2009 г. № 1122) установлено, что средства, предоставляемые в виде субсидий, напрашинотся на осуществление софинансиро- вания денежных выплат педагогическим работ­никам из расчёта 1 тыс. руб. в месяц за классное руководство в классе с наполняемостью не менее наполняемости, установленной для образова­тельных учреждений соответствующими типовы­ми положениями об образовательных учрежде­ниях либо в классе с наполняемостью 14 человек и более в общеобразовательных учреждениях, вечерних (сменных) общеобразовательных учреждениях, кадетских школах, кадетских школах-интернатах, общеобразовательных школах-интернатах, образовательных учрежде­ниях для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей, общеобразовательных школах-интернатах с нервоначальной лётной подготовкой и образовательных учреждениях для детей дошкольного и младшего школьного воз­раста, расположенных в сельской местности.

Для классов, наполняемость которых меньше установленной, размер средств софинансирова- ния, предоставляемых в виде субсидий из феде­рального бюджета, уменьшается пропорциональ­но численности обучающихся. ■

5

JOьооX А. А. КролевецXLU

Технический университет, Курск

с;Эл х и м и я

а * С Л А Д К О Г О В К У С А< с I S

О щущение вкуса может служить примером хеморецепции. У млекопитающих органы вкуса сосредоточены во влаж­

ной полости рта, но некоторые насекомые ощущают вкус ногами, а у рыб всс тело покрыто хеморецепторами. В по­лости рта человека хеморецепторы большей частью распола­гаются на подвижном выросте мышечной ткани, называемом языком. Язык взрослого человека при длине 10 см содержит приблизительно 9000 вкусовых сосочков, каждый из которых состоит из 50-100 специализированных эпителиальных клеток, соединённых с меньшим числом нервных оконча­ний. В этом отношении вкусовые ощущения отличаются от обоняния, сенсорами которого служат сами нервные окон­чания.

У взрослого человека большая часть вкусовых сосочков сосредоточена на периферии языка, а с возрастом их число уменьшается, особенно после 45 лет. У ребенка весь язык по­крыт вкусовыми сосочками. Различные участки языка реаги­руют на четыре вкуса, считающиеся основными, — сладкий, солсный, горький и кислый.

Стад кий вкус обнаруживается передней частью языка. Воз­можно, предрасположенность к сладкому вкусу и отвращение к горькой пище выработались у человека в процессе эволюции, поскольку сладкий вкус характерен для многих спелых плодов растений, в то время как многие растительные яды на вкус горькие.

Сладкий вкус растительных тканей чаще всего определяет­ся смесью трёх обычных сахаров. npHq?TCTByioujHx в различ­ных пропорциях: глюкозы, фруктозы и сахароза. В большин­стве растений преобладает дисахарид сахарозы. Это запасная форма сахаров, и у некоторых растений, например у сахарно­го тростника (в стеблях) и у сахарной свёклы (в корнях она накапливается в большом количестве. Сахарозу рассматрива­ют как стандарт сладости для человека и с ней ерз знгааал зее

6

другие сладкие вещества, сопоставляя раство­ры соответствующих концентраций.

Как видно из данных таблицы, два состав­ляющих сахарозу компонента отличаются от неё по сладости, при этом глюкоза — менее, а фрукгоза — более сладкое вещество. Другие встречающиеся в природе моно- и олигоса­хара обычно, но не всегда имеют сладкий вкус. Так, сахариды мальтоза, гентибиоза и лактоза - сладкие, но трисахарид раффино­за безвкусный.

Относительная сладость органических молекул

СоединениеСтепень сладости

по сравнению с сахарозой

Глюкоза 0,70Сахароза 1,00Фруктоза 1,30Цикламат 30,0Глицирризин 50Стевиозид 300Сахарин 500На р и н ген и нди гидрохап ко н 500Неогесперидиндигидрохалкон 1000Белок серендип 3000Белок тауматин 5000

Оіадость, однако, присуща не только рас­тительным сахарам. Как хорошо известно, многие синтетические вещества значительно превосходят сахарозу по сладости. Два наи­более известные из них — цикламат и саха­рин - слаще в 30 и 500 раз соответственно. Правда, принимать их с пищей не рекомен­дуется. Во-первых, в отличие от сахарозы они оставляют привкус во рту (например, саха­рин), а во-вторых, предполагают, что их по­стоянное потребление в течение многих лет может вызвать у человека рак. Хотя доказа­тельства их канцерогенности не очень убе­дительны, в некоторых странах цикламат уже запрещён в качестве пищевой добавки и даже к использованию сахарина относятся с осто­рожностью. Применение синтетических сладких соединений искусственно в том смысле, что они при добавлении к пище или воде придают им сладкий вкус, но не дают

дополнительной калорийности. В последней время часто подчёркивается опасность чрез­мерного содержания сахара в рационе чело­века. Тем более оправданно использование искусственных сладких веществ в рационе диабетиков.

В силу этих причин в настоящее время активно ведётся поиск природных раститель­ных сладких веществ нсуглсродной природа, и ряд таких соединений найден и предложен для промышленного производства. Известно, что в растениях присутствуют некоторые очень сладкие вещества, отличающиеся по строению от углеводов. Одно из наиболее известных - апевиозид - гликозид дитерпе­на, который обнаружен в листьях Stevia rebaudiana (Compositae):

OGIuOGIu

Другое такое всіцсство — глгщирризин — глюкуронид тритерпена из корней солодки:

Он обладает тем недостатком, что после него во рту сохраняется лакричный при­вкус.

Сладкими бывают и вещества, представ­ленные небольшими молекулами, в том числе гликоли, например этиленгликоль и глице­рин. Сладкий вкус характерен и для «-амино­кислот, например, глицина, но не для амино­

7

кислот, в молекуле которых группа —NI12 удалена от карбоксильной группы. Вкусовые характеристики могут зависеть и от зеркаль­ной изомерии а-аминокислот. Так, все D-аминокислоты (не встречающиеся в при­роде) сладкие, а соответствующие L-амино- кислоты могут быть сладкими, горькими или безвкусными.

Примечательно обнаружение сладких ве­ществ белковой природы в плодах растений из Западной Африки: Dioscoreophyllum сит- minsii (Menispemaceae) и Thaumaloœccas daniellii (Maranlaœae). Огромная степень сла­дости этих плодов привела к их широкому использованию местным населением и от­ражена в их бытовых названиях: «плод- сюрприз» и «чудесные плоды Судана» соот­ветственно. Первоначально думали, что эти сладкие вещества представляют собой глико­протеины, но после выделения их в чистом виде установили, что это простые белки. Они получили рааличные называния: моноллип, серендип. тауматины I и И. При гидролизе этих белков обнаруживают все обычные ами­нокислоты, за исключением гистидина.

Известно, что простой дипептид — мети­ловый эфир аспартилфенилаланина — обла­дает сладким вкусом, так что сладость этих белков может определяться небольшим участ­ком аминокислотной последовательности.

Степень сладости может зависеть также от вторичной и третичной структуры белка. Это подтверждается тем, что в результате денату­рации монеллина при нагревании раствора до 70-75 °С стадкий вкус исчезает.

При определении последовательности аминокислотных остатков было показано, что монеллин состоит из двух субъединиц, со­держащих 50 и 42 аминокислоты соответ­ственно. Их разделение приводит к потере сладости. Есть доказательства, что в участке молекулы, ответственном за сладкий вкус, соседствуют цистеин и метионин.

Другой тип природных веществ был об­наружен совсем неожиданно при получении горечи плодов Citrus. Водорастворимое горь­кое соединение было идентифицировано как нариигин (7-неогесперидозид наринге- нина):

ОН о

Было установлено, что для сохранения горечи необходима строго определённая конфигурация молекулы: флавоновое ядро должно быть связано с глюкозой и рамнозой с обязательным положением связи между ни­ми а 1 — 2. Изменение характера связи, на­пример в нарингенин-7-рутинозиде (связь рамнозы и глюкозы а 1 — 6), другом компо­ненте Citrus, приводит к потере горечи — это соединение совершенно безвкусно. Ещё более важное открытие было сделано при химиче­ской модификации горького нарингина, за­ключавшейся в разрыве центрального пира- ноюго кольца и восстановлении изолирован­ной двойной связи. Оказалось, что образую­щаяся при этом молекула дигидрохалкопи

R a f O G I u O ^ /^ / ОН

ОН О

обладает интенсивным сладким вкусом. Та­ким образом, путём простой химической мо­дификации можно превратить очень горькое вещество в очень сладкое. Как и в случае го­речи. для проявления сладкого вкуса необхо­дима строго определённая конфигурация молекулы.

Для максимального проявления сладости требуется присутствие специфического угле­водного компонента — неогесперидозы (Рам а 1 -► 2 Глю):

^ \ Х > М е

R afO G IuO ^/^^/-'

ОН О

8

Несколько природных дигидрохалконов содержат в качестве углеводного компонента только глюкозу или рамнозу:

рамноза— глюкоза—О . / ' ^ Л Э Н

Х р с , С сн2

неогесперидин дигидрохалкон (Е959)

Они обладают лишь слегка сладким или горько-аіадким вкусом. Вместе с тем дигидро­халкон, представляющий производное на- рингина, в 500 раз, а производное неогеспе- ридина в 1000 раз слаще сахарозы в расчёте на 1 моль. Последнее соединение представ­ляет собой самый сладкий из известных ди­гидрохалконов. и в США налажено его про­мышленное производство.

Тот факт, что путём простой перестройки молекулы можно превратить такое горькое соединение, как нарингин, в сладкое, позво­ляет предположить, что рецепторы, ответ­ственные за восприятие счадости и горечи, локализованы поблизости. Это также следует из того, что некоторые сахара (например, манноза) имеют горько-сладкий вкус, а не­которые производные сахаров (пентоацил- глюкоза) по-настоящему горькие. Экспери­менты по тестированию рецепторов сладкого и горького вкуса с помощью мегил-а-Э-мано- зида и других модельных сахаров указывают, что на языке они действительно расположены на близком расстоянии друг от друга.

Краткие сведения о некоторых сахароза- менителях приведены на схеме.

Сукралоза(Е955)

Сукралоза была обнаружена в 1976 г. учёны­ми английской фирмы Tate & Lyle путём об­работки чисгой сахарозы хлором. Они изучали хлорированные сахара и обнаружили соеди­нение, которое было в 600 раз слаще сахара.

Сукралоза — 1,6-дихло-1,6-диокси-р-0- фрукто-фуранозил-4-хлор-4-диокси-а-Г)- галактопираиозид, молекулярная формула С,2Н190 8С1з, относится к семейству хлориро­ванных углеводов:

н о

В чистом виде это кристаллы от белого до кремового цвета (размер 90?̂ частиц меньше 12 мкм), без запаха, имеют стойкий сладкий вкус без неприятного привкуса, поч­ти в 600 раз слаще сахарозы.

Сукралоза — высокоинтенсивный беска- лорийный подсластитель. Добавление хлора делает молекулу сукралозы химически чистой и биологически инертной, поэтому в ней нет калорий, а образованный хлорид — безопас­ное соединение, присутствующее во многих

Классификация подслащивающих веществ

2 Химии б школе № 5 9

ежедневно потребляемых пищевых продуктах и напитках,

Сукралоза имеет приятную на вкус сла­дость, хорошо растворяется в воде, высоко­стабильная в широком спектре производства напитков и пищевых продуктов. Она совер­шенно стабильна при термообработке — па­стеризации и стерилизации, применяемой при изготовлении йогуртов и пюре, сохраня­ет свою сладость в продуктах даже после хра­нения в течение года.

Сукралозу применяют в качестве универ­сального подсластителя при производстве безалкогольных и алкогольных напитков, мо­лочных десертов, консервированных и замо­роженных фруктов и овощей, повидла, кон­дитерских и хлебобулочных изделий, соусов, майонезов, маринадов, сухих завтраков, сухих смесей (например, для кексов), жевательной резинки и др.

Так как сукралоза высокоинтенсивный подсластитель, то при приготовлении, напри­мер, типичного сиропа для напитков при­близительно 1,7 г чистого порошка сукралозы заменяет 1 кг сахара.

Исследования, проведённые в США на жи­вотных, показали, что q ^ q m o 3a может вы­звать много проблем, таких, как:

• уменьшение щитовидной железы (до 40%);

• увеличение печени и почек;• увеличение периода беременности;• прерывание беременности (выкидыш);• уменьшение веса плода и плаценты.

А цесульфам калия

Ацесульфам калия - искусственное слад­кое вещество, известное также как Acesulfame К или Асе К и реализованное под фирменным названием «Sunett».

Ацесульфам калия (Е950) — неусваивас- мый некалорийный подсластитель со степе­нью сладости 200. впервые был получен в 70-е гг.. но рекомендован для применения в пищевой промышленности только в 1988 г.

Это белый кристаллический порошок с молекулярной формулой C4H4KN04S:

Замена сахара ацесульфамом калия в пи­щевых продуктах и напитках позволяет1 зна­чительно снизить их калорийность, даёт бы­строе ощущение сладости во рту.

В качестве подсластителя пищевых про­дуктов ацесульфам калия используют, как пра­вило, в сочетании с другими подсластителями, прежде всего с аспартамом. а также с углево­дами (сахароза, фруктоза), которые добавляют для лучшей коррекции вкуса. Соотношение подсластителей может быть различным в за­висимости от назначения. В настоящее время в мировой практике ацесульфам калия ис­пользуют при производстве более 4000 наи­менований пищевых продуктов.

Наиболее освоенная отрасль применения ацесульфама калия — производство безалко­гольных напитков, где его использование в со­четании, в частности, с аспартамом даёт зна­чительный экономический эффект для про­изводителей пищевой продукции. Его также применяют при производстве растворимых напитков, чая и кофе, молочных продуктов, кремов, десертов, мороженого, конфитюров, варенья, плодоовощных консервов, хлебобу­лочных изделий, конфет, сладостей, тортов.

Всемирная организация здравоохранения установила безопасные предельные нормы суточного потребления ацесульфама калия — до 9 мг на 1 кг массы тела. Ацеа^льфам калия рекомендован для использования в 90 стра­нах мира.

В России ацесульфам калия разрешён к применению в качестве пищевой добавки. Проводимые многочисленные исследования не выявили отрицательного воздействия его на организм человека.

Аспартам (Е951)

В последние два десятилетия очень попу­лярной пищевой добавкой стал дипептид аспартам:

10

о СНг- С 6Н5Il I г с 5n h 2- c h - c - n h - c h - c o o c h 3

сн2-соонЕго применяют в качестве подслащиваю­

щей добавки в кремах, мороженом, соках, безалкогольных напитках, диабетических и других лечебных продуктах. Аспарта.м в 200 раз слащс сахарозы. Его мировое произ­водство превышает 5 тыс. тонн в год.

Генно-модифицированный аспартам (Е951, или нутросвит) — второй по популярности подсластитель. Он входит в состав огромного числа продуктов, в том числе безалкогольных напитков, горячего шоколада, жевательных резинок, конфет, йогуртов, заменителей са­хара, витаминов, таблеток против кашля и многого другого.

Аспартам используют уже более 30 лет, и на момент одобрения FDA тесты на его кан- церогенность были отрицательны. Несмотря на это, подозрения о канцерогенном действии аспартама оставались — особенно у произво­дителей других подсластителей и обычного сахара. И в настоящее время выяснено, что аспартам проявляет канцерогенную, мутаген­ную и тератогенную активность.

При нагревании до температуры +30 °С аспартам распадается с образованием канце­рогена формальдегида и высокотоксичного метанола. Отравление аспартамом вызывает потерю сознания, головокружение, сыпь, при­падки, боли в суставах, потерю слуха.

В результате проведенной недавно работы итальянские исследователи пришли к вывода что аспартам — мультииотенциальный канце­рогенный агент, эффект которого наступает при употреблении ежедневно 20 мг на 1 кг массы тела, что гораздо меньше рекомендуе­мой ежедневной дозы, составляющей 50 мг/кг в США и 40 мг/кг — в Европе.

Тауматин(Е957)

Тауматин — низкокалорийное (4 ккал/г) сладкое вещество белковой природы, полу­чаемое из африканского фрукта катемфе. Он в 2000*3000 раз слаще сахара и в 3000- 4000 раз — сахарозы.

В 1839 г. был обнаружен белок со сладким вкусом в «чудодейственных фруктах» расте­ния Thaumatococus danielüi (Benth), растущего в Западной и Центральной Африке. Было установлено, что ярко-красные плоды треу­гольной формы содержат сладкие белки в мембранной части семян. Ван дер Вел и со­трудники выделили эти белки и назвали их < тауматин I и II». Из 1 кг фруктов экстрагиру­ется 0,9 г сладкого белка с интенсивностью вку са в 1600 раз больше, чем у сахарозы (0,9 г тауматина эквивалентно 1,5 кг сахарозы). Это обстоятельство предопределило необходи­мость работ по выделению и установлению структуры тауматинов.

Определили, что количество экстрагируе­мого белка можно повысить, используя раз­бавленные растворы солей, особенно алюми­ния, присутствие которого повышает чистоту' и усиливает сладкий вкус экстракта. Удалось увеличить выход белка до 6 г из 1 кг свежих фруктов. Установили также, что тауматины имеют приблизительно одинаковую моляр­ную массу, одну и ту же последовательность аминокислот, концевая группа — аланин. Так­же совпадают их основность и вкусовые харак­теристики. Отличие между ними заключается в разном строении амидного заместителя.

Наибольшее влияние на интенсивность сладкого вкуса оказывает взаимодействие тауматина с катионами алюминия. Комплекс «тауматин—А1> (торговое название «талин») обладает необычайно сладким вкусом. Тмин в 35 000 раз слаще, чем сахароза (на молеку­лярном уровне вкусовое ощущение талина в 200 000 раз больше). Этим определяется перспективность его применения в медицин­ских целях, парфюмерном, косметическом и кондитерском производствах.

Цикламаты

Цикламаты как подслащивающие веще­ства были открыты случайно в 1937 г. Учёный М. Сведа при изучении свойств производных а м и н о су л ь ф он о в о й кислоты обнаружил, что сигарета, на которую попал цикламат, имеет сладкий вкус. В 1940 г. производные амино­сульфоновой кислоты, включая циклогексил-

1 1

амино-1̂ -сульфоновую кислоту и её соли, были запатентованы как подслащивающие вещества. В США с 1950 г. стали применяться натриевая

а с 1953 г. — кальциевая соли циклогсксил- амино-1Ч-сульфоновой КИСЛОТЫ:

—NHSO3H.

При исследовании взаимосвязи между структурой цикламатов и их сладостью не были установлены определённые закономер­ности. Одриет и Сведа, выясняя, какая часть молекулы обусловливает сладкий вкус, впер­вые установили, что это циклогексаиовое кольцо. Однако в 1975 г. Ноффе и Путе по­казали, что н-бутилсульфамат в 50 раз слаще сахарозы. Если же в функциональной группе —NHS03Na атом водорода замещён металь­ной, этильной ш и циклогексильной группой, сладость исчезает и бензольный аналог уже не имеет вкуса.

На основании обширных исследований было установлено, что сладость цикламатов зависит от наличия функциональной группы —NHSO,Na и насыщенной циклоалкановой цепи.

Длительные испытания цикламатов не выявили вредного влияния ни на печень, ни на лругие внутренние органы человека. Ме­таболиты цикламатов в течение короткого времени пракгически полностью выводятся из организма с мочой. Однако установлено, что часть их в организме превращается в токсичный циклогексиламин или в канцеро­генный дициклогексиламин.

В связи с тем, что цикламаты относятся к наиболее распространённым подслащиваю­щим веществам, они подвергаются всесторон­ним исследованиям для выяснения атияния их на здоровье людей (в ряде стран в настоя­щее время снова разрешено применение ни­кл аматов).

Наибольшее количество цикламатов про изводится и потребляется в США и Японш в основном для приготовления напитков фруктовых соков, компотов, кондитерекю изделий и т. д. Наибольшим спросом пользу ется кальциевая соль, так как она приемлема и для людей, которым рекомендована диет; с пониженным содержанием натрия, но ма­леньким детям и беременным женщинам по­требление этой соли не рекомендуется.

Стараясь сократить потребление сахара, многие люди заменяют его искусственно син­тезированными аналогами, не содержащими калорий. Сахарозаменители можно разделить па две группы, разные по своему химиче­скому составу. К первой группе относят саха- роспирты — ксилит, сорбит, манит и т. п., а ко второй — синтезированные аминокислоты, превосходящие рафинад по сладости в десят­ки и сотни раз.

Сахарин

используется в пищевой промышленности уже на протяжении 115 лет. И вдруг оказыва­ется, что он небезопасен, так как способен вызывать опухоль мочевого пузыря. Допусти­мую суточную дозу для сахарина комитет экспертов ФАО/ВОЗ. конечно, установил, уточнив при этом, что суточная доза опреде­лена временно и в дальнейшем будет пере­сматриваться. Если вредность вещества до­казана, то почему бы не запретить его при­менение вообще? Дело в том, что сахарин достаточно стоек к высоким температурам. Это делает его очень привлекательным для применения.

Подсластители ш ироко использую т в производстве прохладительных напитков. Известно, что они повышают аппетит и вы­зывают жажду, что весьма удобно для произ­водителей: чем больше пьёшь напиток с под­сластителем, тем больше мучает жажда А ведь

1 2

людям с нарушениями обмена веществ, за­болеваниями почек и сердечно-сосудистой системы подсластители строго противопо­казаны.

В пищевой промышленности также при­меняют ферментные препараты. Их исполь­зование позволяет увеличить выход готовой продукции и ускорить технологический про­цесс приготовления. В настоящее время фер­ментные препараты широко применяются при производстве пива, спирта, соков, кон­сервов, в хлебопекарной, рыбо- и мясопере­рабатывающей промышленности.

Большинство ферментных препаратов представляет собой не очищенные биологи­ческие вещества, а комплексы жизнедеятель­ности микроорганизмов с питательной сре­дой и преимущественным содержанием определённых ферментов. Очистка же фер­ментов намного увеличит их стоимость, снижая тем самым экономический эффект от их применения. Кроме того, очистка фер­ментов часто уменьшает и эффективность препаратов.

Микроорганизмы синтезируют огромн ое количество биологически активных веществ, среди которых не только ферменты. витами- ны, гормоны, но и антибиотики, токсины. Эти вещества мог\т активно влиять на обмен ве­ществ, ускорять или замедлять рост и деление клеток. Исследователи считают, что такие соединения попадают в виде примесей в фер­ментные препараты и могут оказывать от­рицательное воздействие на организм.

В США и странах ЕС производят товары (особенно продукты, бытовую химию, косме­тику и т. и.) двух категорий: для внутреннего потребления и экспорта (эти же товары, но уже другою качества) в страны третьего мира. Цикламат в США запрещён, а в нашей стране его рекламируют как полезный и используют даже в детском питании.

Подсіастители, не имеющие разреше­ния к применению при производстве пи­щевых продуктов в РФ: INS алитам, дульцит, миракулин, монеллин, осладин, иериллаль- дексидоксим, нолиглюкоза, ребаудиозид свит- нер 2000, эрнандульцин, филодульцин. ■

И С С Л Е Д О В А Н И Я , О Т К Р Ы Т И Я , П Р О Г Н О З Ы

Живой коралл умеет защищать свой скелет

Широко известно, что с начала индустриаль­ной революции человечество сожгло миллиар­ды тонн утля, нефти, газа. В результате транс­формации земной атмосферы в ней увеличи­лось содержание С02, что способствовало росту7 глобальной температуры, таянию ледников и т. д. Но этим дело не кончается: увеличение концентрации С02 наносит необратимый урон животным, населяющим океан, особенно тем, которые имеют известковый скелет. Повышение кислотности морской воды вызвало, например, растворение карбонатных скелетов некоторых океанических животных, в частности планктон­ных птероиод.

Немногие знают, что, кроме всем известных рифообразующих кораллов, которые обитают в тропиках на небольших глубинах, в океане широко распространены кораллы, лишённые симбиотических водорослей — зооксантелл;

это в основном одиночные, реже — колониаль­ные формы, живущие иа разных глубинах, от верхней кромки шельфа до абиссали (более 5-6 км).

Даже на глубине ниже критической; где на­чинается растворение карбоната, живое тело коралла хорошо защищает свой скелет. На мел­ководье, где влияние человеческой деятельности ощутимее, чем на глубине, растворения скелетов тоже не отмечено. Таким образом, пока коралл жив, он достаточно успешно защищает свой скелет от растворения агрессивной средой.

Возникает вопрос: почему всё лее коралл предпочитает кальциту более растворимый арагонит? Возможно, это связано с тем, что форма кристаллов арагонита больше подходит для формирования микроструктуры скелетных элементов, однако это требует дальнейшего изучения.

Природа. — 2008. — № 3. — С. 80

13

Л. М. КузнецоваМосква

У Ч Е Б Н О ­

П О З Н А В А Т Е Л Ь Н А Я

Д Е Я Т Е Л Ь Н О С Т Ь

как источник знаний школьников

Не в том дело, что способности проявляются в деятель­ности, a r том. что они создаются в этой деятельности.

Б. М. Теплое

П еятельностный подход в дидактике известен ещё с 70- 80-х гг. прошлого века. Однако в широкую практику он

так и не был внедрён. Причины этого кроются в недопони­мании широкими массами учителей сущности этого подхода и в отсутствии ориентированных на него учебников и мето­дик, В результате в школах до сих пор широко используют объяснительно-иллюстративный метод, который педагогиче­ская психология признаёт малоэффективным.

Раскроем сущность деятельностного подхода.Школьник познаёт окружающий мир и входит в него, изу­

чая разнообразные учебные предметы. Общеисторический процесс познания мира человечеством и познание окружаю­щего мира отдельным школьником имеют один и тот же ме­ханизм. В основе его лежит деятельность.

Никто не учил первобытного человека, как добыть пищу. Он этому научился в процессе деятельности. Подбирая пред­меты разной величины и разной массы, человек определил соотношение массы и размера камня, который можно далеко бросить и при этом убить животное. Далее он приспособил природные материалы для создания одежды, орудий охоты, постройки жилища, сообразуясь с их свойствами. Постепенно человек научился многому. Его деятельность усложнялась, по­требности возрастали, понадобилось познание не только ви­димого и непосредственно воспринимаемого мира, но и углуб­ление в него.

Один из кардинальных вопросов философии — вопрос о том, каким образом невидимое, непосредственно не вос­принимаемое органами чувств становится доступным челове­ку. Теория познания - часть философии — даёт однозначный

14

ответ: через собственную предметную дея­тельность. Предметная деятельность являет­ся генетическим истоком знаний о том, что дано и что не дано в непосредственном чув­ственном восприятии. Именно путём пред­метной деятельности человек познаёт всё богатство мира. В этом процессе развивается и мышление человека. Результаты познания мира, с одной стороны, и развитие мышле­ния — с другой, можно оценить по тем до­стижениям, которые образовали предметный мир, созданный не природой, а человече­ством. Все эти достижения стали возможны потому, что кроме познания происходит пе­редача знаний от поколения к поколению. Значимость этого процесса для человечества трудно переоценить. Потому-то школа играет решающую роль в становлении общества. Без школы общество быстро скатывается к перю- бытному состоянию.

Но передать накопленные знания непро­сто, их нельзя механически переложить из одной головы в другую. Необходимо соблю­дать закон, открытый философией, о генети­ческом истоке знаний. Собственная пред­метная деятельность и есть путь, который должен пройти школьник, осваивая учебные предметы, а с ними — и знания об окружаю­щем мире.

Психологи XX столетия доказали, что по­дача учебного материала с помощью объяс­нения малопродуктивна, так как даёт знания в готовом виде. Учебный процесс необходи­мо вести путём организации собственной по­знавательной деятельности школьников.

Значение слова «деятельность» знакомо каждому. Но термин «учебно-познавательная деятельность» имеет своё научное содержа­ние. К деятельности молено отнести и слуша­ние объяснения учителя, копирование с доски уравнений реакций, графиков, рисунков мо­делей. Но это не будет той деятельностью, которая является генетическим истоком зна­ния. Слушание объяснения, списывание, сри­совывание, чтение и воспроизведение текста учебника - всё это является для ученика по­треблением знаний в готовом виде. Учащий­ся может прилежно всс выполнять, но это не приведёт его к познанию окружающего мира.

Он только формально запоминает, зазубри­вает предмет.

Учебно-познавательная деятельность будет генетическим истоком знания тогда, когда в результате её выполнения ученик приходит к своим собственным выводам, своим малень­ким открытиям.

Для того чтобы правильно организовать учебно-познавательную деятельность учащих­ся, необходимо в каждом учебном предмете выделить специфические формы деятельно­сти, которые являются генетическими для данной отрасли человеческого знания. Эти формы познавательной деятельности заложе­ны в истории науки. Любое знание добыто учёными с помощью деятельности, которая соответствует содержанию исследуемого объ­екта. Так, для обнаружения живой клетки по­надобилось изобрести увеличительное стекло, затем микроскоп. Для установления космиче­ских законов изобрели телескоп. Открытие строения атома и его ядра потребовало своих специальных приборов и специфических видов деятельности. Для изучения состава различных веществ понадобилось осущест­влять такую деятельность, как анализ и син­тез. История науки даёт нам возможность установить, какая предметная деятельность привела к тому или иному открытию.

История химии и методы науки могут рас­крыть формы предметной деятельности с объ­ектом изучения, которая привела к современ­ному химическому7 знанию и широкому ис­пользованию его в жизни человечества. Эти формы в настоящее время разнообразны, сложны и далеко не всегда могут быть введе­ны в учебный процесс. И всё же нетрудно выделить наиболее общие формы специфи­ческой научной деятельности, которые можно и необходимо применять для изучения учеб­ного предмета «Химия» в школе.

Объект исследования химии — вещество и его превращения. Чтобы вещество как-то проявило себя, необходимо с ним проводить химический эксперимент. Таким образом, хи­мический эксперимент — это основная форма деятельности при изучении химии. Любую деятельность с объектом изучения психологи называюі1 материальной деятельностью.

15

На уроке материальная деятельность пред­ставлена проведением лабораторных опытов, наблюдением демонстрационного экспери­мента. выполнением практических работ.

Химические опыты приводят химиков к определённым выводам о составе вещества, физические методы исследования позволяют установить его внутреннюю структуру. Чтобы уяснить состав и структуру, необходимо соз­дать мысленный образ микрообъектов. Сам по ссбс такой образ в голове школьника не воз­никнет. Необходимо его формировать с по­мощью материальных моделей микрообъек­тов — молекул, ионов, радикалов, кристаллов. Такие модели могут заменить объект изучения, и с ними можно проводить манипуляции. Деятельность с предметами, которые заменяют объект изучения науки, в психологии назы­вают материализованной деятельностью.

Деятельность с материальными моделями микрообъектов на уроках представлена срав­нением готовых моделей молекул, кристалли­ческих решёток, изготовлением моделей мо­лекул из пластилина, манипуляциями с моде­лями молекул, наблюдением материальных моделей на электронном носителе.

Более компактной формой представления состава и структуры вещества являются хими­ческие формулы: эмпирические и структурные. Химическими формулами также можно вы­ражать напраатенпость химического процесса в виде уравнений реакций. Деятельность с хи­мическими формулами и уравнениями также относится к материализованной деятельности. К деятельности со знаковыми моделями (хими­ческие формулы и уравнения) относится осво­ение химического языка, выражение знаний

о составе веществ и их превращении в виде химических формул и уравнений, понимание информации, которая скрыта в формулах и уравнениях, использование химических фор­мул для предсказания свойств веществ, на­правленности химических реакций.

По данным анализа приходится часто про­изводить расчёты по формулам, уравнениям реакций и др. Расчёты - ещё один вид мате­риализованной деятельности. При решении задач учащиеся осваивают способы установ­ления состава вещества, устанавливают про­порциональность количеств веществ, участву­ющих в химических реакциях, обнаруживают новые стороны понятий, взаимосвязей поня­тий, тем самым расширяют их содержание.

Деятельность с физическими параметрами веществ, выражение их в виде диаграмм и графиков - это вид деятельности с числовым и графическим материалом. Такой вид дея­тельности также приводит к новым выводам и является одной из форм специфической материализованной деятельности. Сравнивая числовые характеристики вещества, школь­ники устанавливают зависимости параметров и выражают их в графической форме, выво­дят следствия о свойствах веществ и характе­ре протекания реакций.

Сказанное молено обобщить в виде ниже­приведённой схемы.

Любая деятельность человека отражается в мозгу. Учебтто-познавательная деятельность приводит к развитию мышления: в результате правильно организованной деятельности школьник самостоятельно созидает (синтези­рует) знание в процессе интериоришции. Так происходит усвоение знаний.

Формы учебно-познавательной деятельности учащихся по усвоению знаний по химии

16

Осознанно усвоенное знание может быть применено в различных ситуациях: сходных, отличных от стандартных, незнакомых. Про­исходит процесс экстериоризации. В процес­се применения знания не только закрепляют­ся в мозгу школьника, но и приобретают тс или иные новые черты, т. е. пополняются.

Приведём примеры уроков, на которых организована учебно-познавательная деятель­ность школьников.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯАТОМНАЯ МАССА ЭЛЕМЕНТА

Тема данного урока кажется информатив­но скудной, не подходящей для организации обсуждения. Обычно на этом уроке сообщают учащимся о единице атомной массы и значе­ниях атомных масс некоторых элементов. Информацию учитель даёт в го товом виде. Но нет гарантии, что она будет осознанно усвое­на учащимися. Кажется, что усвоение произо­шло, так как ученики находят значения атом­ных масс в Периодической системе химиче­ских элементов Д. И. Менделеева и использу­ют их для нахождения молекулярной массы. Однако чаще всего дети производят арифме­тические действия, не представляя ни самого атома, ни тем более 1/12 массы атома углеро­да. Трудно представить атом - эту невидимую частицу, ещё труднее — её часть. Между- тем психологи доказали, что мысленные образы являются опорой мышления. Если на уроке произносят только слова, из которых не рож­дается образ, помогающий пониманию, уча­щиеся не видят за цифрами реального со­держания. В их мозгу отражаются только цифры без физического смысла. Понятно, что деятельность с цифрами ие принесла желае­мого результата — осознанного знания.

Какую же учебно-познавательную деятель­ность необходимо организовать на уроке?

Обратимся к историческому процессу раз­вития химического знания об атомной массе и определим научную генетическую деятель­ность в процессе становления данного зна­ния. Известно, что впервые на различие масс веществ обратил внимание Д. Дальтон. Взве­шивая вещества, реагирующие друг с другом,

он пришёл к выводу: массы их различны по­тому, что атомы элементов различаются по массе. Числовые результаты взвешивания он математически обработал, взяв за эталон атомной массы массу атома водорода.

Научная деятельность Дальтона по опреде­лению атомных масс служит опорой для ор­ганизации познавательной деятельности уча­щихся. Эту7 деятельность мы не повторяем, а преобразуем, следуя её логике.

Мы не будем проводить взвешивание, а только сопоставим плотности двух метал­лов - магния и свинца, т. е. массы металлов, взятых в одинаковых объёмах. Масса кубика магния равна 1,74 г, а масса такого же кубика свинца равна 11.3 г. Требуется объяснить, почему одинаковые кубики магния и свинца имеют столь различную массу.

Учащиеся выдвигают предположения:а) в кубике магния меньше атомов;б) атомы магния меньше ио массе.

Доя нахождения правильного ответа со­общаем, что 1 см3 магния содержит 4,31 * 1022 атомов, 1 см3 свинца - 3,28 • 1Ü22 атомов.

Учащиеся могут убедиться, что большее число атомов магния имеет меньшую массу. Отсюда следует вывод, что масса атома свин­ца больше массы атома магния, причём на­много: меньшее число атомов свинца имеет массу почти в 6,5 раза больше, чем превосхо­дящее число атомов магния.

Предложим учащимся вычислить массы атомов магния и свинца в граммах, восполь­зовавшись приведёнными данными:

ma(Mg) =

ю,(РЬ) =

1,74 ггг - 0.4 * Ю-22 Г;

4,31 • Ю22

11,3 г = 3,45 • 10'“ г.3,28 • 1022

Расчёты показали большую разницу в атом­ных массах двух элементов. Вместе с тем ре­бята убедились, что массы атомов чрезвычай­но малы. Такими числами пользоваться не­удобно. Поэтому есть необходимость выбрать эталон атомной массы, соизмеримой с раз­мерами атома. Предложим взять за эталон

17

атомную массу магния. Учашиеся рассчиты­вают, чему равна масса атома свинца относи­тельно массы атома магния:

ffla (M g) = 3 /1 5 • Ю '22 Г = 8 б 2 _

»га(РЬ) 0,4 • 10"22 г

Из этих расчётов учащиеся понимают, что значит относительная атомная масса. Теперь можно сообщить, какие эталоны выбирали для измерения атомной массы в истории науки и какой эталон выбран в настоящее время.

Как уже было сказано, со слов учителя школьнику трудно мысленно представить атом углерода и 1/12 его. Формированию та­кого представления (мыаіенного образа) спо­собствует демонстрация модели (рис. 1, 2).

Р ис. 1. Модель эталона единицы атомной массы — 1/12 атома углерода

Рис. 2 . Модель измерения относительной атомной массы

Описанная методика позволяет учащимся получить информацию об атомной массе в ходе собственной деятельности, осознать необходимость введения эталона атомной массы, понять и образно представить этот эталон. Собственная деятельность - гарантия того, что знание будет усвоено учащимся.

Усвоение более сложного материала тре­бует и более сложной самостоятельной учебно-познавательной деятельности.

Казалось бы, этот материал школьник?: усваивают легко, правильно записывают урав­нения ионных реакций, в том числе полны: и краткие ионные. Однако, как иравило. уча­щиеся не могут перенести усвоенное знание на изменённую ситуацию. Оии без труда со­ставляют уравнения реакций между7 солями отражение же в знаковых моделях реакций соли со щёлочью или кислотой вызывает за­труднения. Это означает, что знание не осо­знано, удвоено иа уровне знаков, носит фор­мальный характер.

Обычно учитель показывает химический эксперимент, а затем объясняет, как составить уравнение реакции, наблюдаемой в опыте, с использованием таблицы растворимости. Однако сам по себе эксперимент не может быть генетическим истоком знания об ион­ных реакциях. Необходимы знания, опосре­дующие связь между реальным процессом и заиисыо его в формулах и уравнениях. Для понимания процесса школьникам необходи­мо представить взаимодействие ионов.

Применим на этом уроке деятельност­ный подход. Продемонстрируем реакцию между растворами хлорида натрия и нитра­та серебра.

Обсуждение опыта ведём в следующей по­следовательности.

Сначала предлагаем учащимся составить уравнения диссоциации нитрата серебра, хлорида натрия и определить, какие ионы присутствуют в растворе. Далее они опреде­ляют, какие ионы могут сталкиваться между собой, и рассматривают возможность из­менений в растворе при столкновении каж­дой пары ионов, сверяясь с таблицей рас­творимости. Ученики констатируют, что при столкновении ионов Ag+ и N0$, Na+ и N 03, Na+ и Cl образуются растворимые со­ли и изменений не произойдёт. При стол­кновении же пары ионов Ag+ и СГ образу­ется нерастворимая соль. Она-то и выпадет в осадок.

Для формирования мысленного образа продемонстрируем модельную схему этого процесса (рис. 3).

ИОННЫЕ РЕАКЦИИ

18

NaCI = Na+ + СГ AgN03 = Ag* -NOj

если нужно. лишь поправит, уточнит опреде­ление.

Учитель на этом уроке только руководит учебно-познавательной деятельностью уча­щихся, не объясняет, не пишет на доске урав­нения реакций. Учащиеся получают знание в результате организованной учителем дея­тельности. На этом примере видна роль учи­теля как организатора учебно-познавательной деятельности.

Рис. 3. Модельная схема ионной реакции

На электронном носителе эта схема может быть динамической: модели ионов передви­гаются, сталкиваются и выстраивают кристал­лическую решётку хлорида серебра. Учащие­ся наблюдают процесс перемещения ионов.

В результате учебно-познавательной дея­тельности с объектом изучения (опыт), мате­риализованной деятельности с табличным материалом, материальными моделями про­исходит понимание процесса и усвоение зна­ний о нём.

Теперь, когда процесс становится для них понятным, зашифруем его знаками. Учащие­ся записывают уравнение взаимодействия между7 ионами серебра и хлорид-иоиами:

Ag+ + СГ = AgCll.

Это уравнение показывает сущность реак­ции.

Теперь предлагаем записать общее урав­нение, заменив формулы ионов формулами веществ, в состав которых они входят:

AgN03 + NaCI = AgCli + NaN03.

Далее под каждой формулой учащиеся за­писывают формулы ионов, на которые диссо­циируют вещества. Поскольку хлорид серебра нерастворим, он не диссоциирует на ионы. Его формулу записываем в общем виде:

Na+ + СГ + Ag‘ + NO: = AgCli + Na+ + СГ.

Процесс понятен. Теперь можно дать опре­деление ионных реакций. Учитель предо­ставляет возможность сделать это детям и,

Объяснить учебный материал легко. Но при этом учитель не может гарантировать, что его слушают, что учащиеся усваивают знания, не может предсказать, в какой форме это знание будет усвоено. Обычно дети упро­щают объяснение, задания выполняют по образцу”, формально. При таком методе зна­ния школьников формализованы, имеют ре- продуктивный характер, самостоятельность и творчество не развиваются.

В современных условиях к результатам усвоения знаний школьниками предъявляют новые требования. На первое место выхода такие качества знаний, как самостоятель­ность. умение их применять в реальной си­туации, творческий характер. Такого резуль­тата нельзя добиться, используя объяснитель­но-иллюстративный метод обучения.

Задачи, стоящие перед новой школой, учи­тель не сможет выполнить без учебников и методик, ориентированных на деятельност­ный подход.

Принято оценивать учебник по содержа­нию (соответствие содержания государствен­ным стандартам, соответствие принципу- на­учности, отсутствие фактических ошибок, понятность языка, которым написан учеб­ник). Но при экспертизе не уделяют должно­го внимания дидактическому материалу'. Между7 тем дидактический материал учебника имеет такое же значение, как и содержание, потому что для достижения высоких резуль­татов обучения имеет значение не только чему учить, но и как учить. Дидактический материал даёт учителю возможность органи­зовать учебно-познавательную деятельность школьников и вести преподавание в соот­ветствии с деятельностным подходом.

19

При выборе учебника учителю следует изучить задания после параграфов. Для дея­тельностного подхода важны не столько ре­продуктивные вопросы и задания, сколько творческие. Их наличие и является критери­ем первой, приближённой оценки учебника. Однако надо помнить, что простое прочте­ние учебника не даёт возможности предста­вить течение учебного процесса. Качество учебника проверяется лишь в практической деятельности учителя. Только в ходе органи­зации учебного процесса можно по достоин­

ству оценить учебник и сто соответствие со­временным требовйниям. ■

Л И Т Е Р А Т У Р АКузнецова Л. М. Химия-8. — М : Мнемозина, 2009.Кузнецова Л. М. Химия-9. — М.: Мнемозина, 2009.Кузнецова Л. М. Химия-10. — М.: Мнемозина, 2009.Нифантьев Э. Е. Органическая химия. — М.: Мнемо­

зина, 2007.Кузнецова Л . М . Новая технология обучения химии

в 8 классе. — М.: Мнемозина. 2006.Кузнецова Л . М . Новая технология обучения химии

в S классе. — М.: Мнемозина, 2006.

ЗАДАНИЯ ПО ТЕМЕ«ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ»

1. Допишите схемы и составьте молекуляр­ные. полные и сокращённые ионные уравне­ния реакций:

а) CuSO , + КОН — ;б) H,S + CuCl2 — ;в) Cu(OH)2 + HNOj — ;r) Fe2(S a ,)3 + NaOH — .

2. Составьте молекулярные и ионные уравнения возможных реакций в растворе между:

а) фторидом натрия и хлоридом калия;б) сульфатом мсди(П) и сульфидом калия;в) гидроксидом цинка и иодоводородной

КИСЛОТОЙ;г) оксидом жеяеза(Щ) и азотной кислотой;д) оксидом углерода (IV) и гидроксидом

натрия:е) гидратом аммиака и серной кислотой.

3. Укажите, какие из реакций могут про­текать практически до конца, объясните при­чин)':

а) CuS04 + КС1 — ;б) СаС03 + н а — ;в) Fed , + КОН — ;г) КОН + ВаСЬ — ;д) MgO + H2S04 — ;е) Na2S + HBr — ,Составьте уравнения возможных реакций

в молекулярном и ионном виде.

Ч Е М З А Н Я Т Ь У Ч Е Н И К А

4. Растворы каких веществ надо взять для осуществления реакций в соответствии с со­кращёнными ионными уравнениями?

а) Са2+ + СО; = CaCOjl;б) №2+ + 20Н- = № (0Н )4;в) S02 + 20Н" = SO;' + Н,0;г) Н+ + ОН* = Н20;Д) ЗСи2+ + 2Р04‘ = Си3(Р04)21.

5. Составьте по два молекулярных уравне­ния, которые соответствуют каждому приве­дённому уравнению:

а) Cu2+ + S2" = CuSl;б) Mg2+ + 2F" = MgF2l ;в) 2Н+ + COj- = Н20 + С02Т;г) Fe3+ + ЗОН' = Fe(OH)3-l;д) Fe + Cu2+ = Fe2+ + Си.

6. ОСАДОК ХЛОРИДА СЕРЕБРА ВЫПАДАЕТ ПРИ ДОБАВЛЕНИИ РАСТВОРА НИТРАТА СЕРЕБРА К РАС­ТВОРУ (РАСТВОРАМ)

a) NaCI б) КСЮ, в) ҒеСЦ г) КС1()3

7. СОКРАЩЁННОЕ ИОІІЫОЕ УРАВНЕНИЕ Н+ + + ОН' = Н20 НЕ СООТВЕТСТВУЕТ РЕАКЦИИ

а) CHjCOOH + КОН = СН,СООК + Н20б) H2S04 + 2NaOH = Na2SO, + 2Н20в) 2HN03 + Ва(ОН)2 = Ва(М03)2 + 2Н20г) НВг + КОН = КВг + Н,0

(Продолжение па с. 38.)

2 0

П Р О Ф И Л И З А Ц И Я О Б У Ч Е Н И Я

H. Е. ДерябинаМГУ им. М. В. Ломоносова

Д Е Я Т Е Л Ь Н О С Т Н Ы Й П О Д Х О Д

при изучении реакций ионного обмена

З начительную долю изучаемых в средней школе химических процессов составляют реакции, протекающие в растворах в направлении связывания ионов и не сопрово­

ждающиеся изменением степеней окисления атомов. Обычно их называют реакциями ионного обмена (несмотря на то что некоторые из них по формальным признакам нельзя отнести к реакциям обмена). Большая часть таких реакций приводит к получению един­ственно возможного набора продуктов, однако встречаются пары реагентов, которые в за­висимости от мольного соотношения при взаимодействии могут образовывать различные комбинации веществ.

Нами разработана методика формирования у учащихся умения составлять уравнения реакций ионного обмена в растворах электролитов на основе теории поэтапного (плано­мерного) усвоения умственных действий и понятий, реализующей деятельностный подход к процессу обучения. Для этого определены все компоненты данного умения, составлен учебно-методический комплект, который включает схемы ориентировочной основы деятель­ности (ООД), содержащие соответствующие программы деятельности и ориентировочные знания, а также систему упражнений для формирования умения с требуемыми характери­стиками. Опишем разработанные методические материалы*.

Для составления уравнений реакций ионного обмена (РИО) необходимо знать условия, при которых они идут. В учебной литературе в качестве таких условий обычно выделяют наличие среди продуктов осадка, газа или более слабого но сравнению с исходными веще­ствами электролита (реакции, протекающие в направлении связывания ионов в комплексное соединение, в школьном курсе ие изучают). Часто отмечается, что такие реакции идут толь­ко в водных растворах (такое ограничение неверно, однако в школьном курсе химии, как нам кажется, допустимо).

Анализ уравнений протекающих химических процессов показал, что учёт только этих условий недостаточен для правильного распознавания тех случаев, при которых возможны РИО. Поэтому нами были описаны наиболее типичные комбинации реагентов, которые м о т вступать в РИО (растворимый электролит + растворимый электролит; нерастворимое основание или амфотерный гидроксид + растворимая кислота; нерастворимый карбонат или сульфит + кислота более сильная, чем угольная или, соответственно, сернистая: нераство­римый сульфид (кроме Ag2S и CuS) + кислота более сильная, чем сероводородная), указаны формулы газообразішх веществ, которые могут образоваться в РИО непосредственно i Н:5 или опосредованно (Н2С03—► C02î + Н20, H2S03 — S02î + Н20, NH3 • Н20 -*■*■ NH:" - Н;0 и особо отмечено, что вещества, вступающие в окислительно-восстановительные взаимодей­ствия, ионами не обмениваются (см. схему).

* Этапы формирования умения, особеіпіости организации обучения и контроля и т. д. см. в кн.: Талызина Н. Ф Педагогическая психология/— М., 1998.

2 1

Условия протекания реакций ионного обмена в растворах электролитов(электролиты — кислоты, основания, амфотерные гидроксиды, соли)

1. Реакция протекает в водном растворе.2. Между реагентами не протекают окислительно-восстановительные реакции.

3 . РЕАГЕНТАМИ являются: 4 . Реагенты при обмене ионами образуют ПРОДУКТЫ, среди которых:

РАСТВОРИМЫЙЭЛЕКТРОЛИТ +

РАСТВОРИМЫЙЭЛЕКТРОЛИТ

или

НЕРАСТВОРИМОЕОСНОВАНИЕ/АМООТЕРНЫЙ

ГИДРОКСИД

+ РАСТВОРИМАЯКИСЛОТА

или

НЕРАСТВОРИМЫЙКАРБОНАТ/СУЛЬФИТ

+КИСЛОТА

более сильная, чем Н2С03 / H2SOg

или

НЕРАСТВОРИМЫЙ СУЛЬФИД

(кроме Ag2S и CuS)+

КИСЛОТА более сильная,

чем H2S

ГАЗТ

i f -

н2со3 •H2S03-

NH3•Н20(NH4OH)

H2SÎC02î + H20 S02 î + H20

t

nh3î + h2o

ОСАДОК(нерастворимое / малорастворимое в воде вещество)

см. таблицу растворимости

я Ко* гт

НЕЭЛЕКТРОЛИТ(НаО) или

ЭЛЕКТРОЛИТболее слабый, чем реагенты

Ф-Г-

Растворимые электролиты средней силы

и слабые:— основание

NH3 • Н20— кислоты {см. ряд

активности кислот)

Очевидно, что для распознавания тех ситуаций, при которых возможны РИО, учащиеся должны уметь определять растворимость веществ и сравнивать силу электролитов-кислот.

Таким образом, умение составлять уравнения реакций ионного обмена включает в себя умения:

• определять растворимость веществ и сравнивать силу? кислот с помощью справочных таблиц:

• определять, соблюдаются ли у-словия, при которых протекают РИО;• соста&лять молекулярные, полные ионные и краткие ионные уравнения РИО для реак­

ционных систем с единственно возможным набором продуктов:• составлять молекулярные, полные ионные и краткие ионные уравнения РИО для реак­

ционных систем с альтернативными наборами продуктов.

Для формирования первого из перечисленных умений мы предлагаем учащимся выпол­нить разнообразные упражнения с помощью справочных таблиц: таблицы растворимости кислот, оснований и солей в воде и ряда активности (силы) кислот. Как показывает наш опыт, это обеспечивает также непроизвольное запоминание учениками растворимости наиболее часто встречающихся электролитов и силы самых распространённых кислот, что впослед­ствии создаёт условия для быстрого и успешного оаіадения умением определять, соблюда­ются ли в каждом конкретном случае условия, при которых возможно протекание РИО. Приведём примеры таких упражнений.

Упражнение 1. Пользуясь таблицей растворимости, дополните формулы катионов или анионов таким образом, чтобы получились формулы веществ, не растворимых или малорас­творимых в воде. Подпишите необходимые индексы:

Ca2t__ , __ S2', __SOI",__ СГ, Си-'__ . И"__ , __ О Н ',__ Р043', Fe2‘__ , __ СО|“,__ SO|'.__ NO:7, __ Г , Ва2'__ , Со2*__ , __ S O f , __ N02', Al3*__ , Fe3+__ , __ Br'.

2 2

Упражнение 2. Подсчитайте по таблице растворимости и запишите число: а) растворимых хнований; б) нерастворимых кислот: в нерастворимых сульфатов; г) нерастворимых .хло­ридов; д) нерастворимых солей аммония: е нерастворимых солей натрия и калия.

Упражнение 3. Из предлагаемых формул частиц составьте формулы нерастворимых или малорастворимых веществ:

а) Li+, Н+, Ва24', SOf"; в) Са2~. К', СО|“, ОН’; д) NOi, Ва2+, Fe2t, S2";б) Н+, Na+, SO f, СГ; г) NH;, В Г, P O f, Al3+; e) Zn2t, Г , Си2*, ОН’.

Упражнение 4. В каждой паре подчеркните формулу более сильной кислоты:HN03 - H2S03; H2S03 - H2S04; Н2С03 - Н3Р04; Н2С03 - H2Si03; HCI - HF; HN03 - HN02;

Н3Р04 - h 2s 6 4.

Упражнение 5. К формуле каждой кислоты допишите формулу соли, образованной более слабой кислотой:

HN03 —____ ; H2S03- ___ ; И Ғ - ____ ; H2S - ____ ; Н3Р04 - ____ ; HN02- ___ .

Упражнение 6. К формулам кислотиых остатков допишите символы «H», «Na» и необхо­димые индексы таким образом, чтобы в каждой паре оказались формулы более сильной кислоты и соли более слабой кислоты (например, Na2C03 — HNO3):

ci)__ SO3 —__ S04; в )__ S __ P04j д )__ N02 __ CO3.б) _ F - __ S; г)__ Р04 - __ S04;

Упражнение 7. Составьте формулы газов, осадков и слабых электролитов, которые могут образоваться из предлагаемых частиц:

а) Na+, NHJ, С6 | ' , ОН"; в) Н+, Ва2+, SOf , S2"; д) Na+, Н+, SiO|-, С032';б) Mg2+, Li", ОН', SOf"; г) Sn2+, Мд2+, СГ, Г ; e) Ад+, Al3+, SO |“ СГ.

Упражнение 8. Подчеркните названия растворимых электролитов волнистой линией, названия нерастворимых электролитов зачеркните:натриевая соль двухосновной кислоты, нитрат трёхвалентного металла, гидроксид трёхвалент­ного металла, оксид одновалентного металла, хлорид аммония, сульфат одновалентного металла, двухосновная неорганическая кислота, трёхосновная неорганическая кислота, одно­основная неорганическая кислота, соль бария и бескислородной кислоты, соль аммония и кислородсодержащей кислоты, галогеноводород, сульфид трёхвалентного металла, вода, амфотерный гидроксид, оксид лития, карбонат щелочного металла, карбонат щёлочно­земельного металла, гидроксид железа, сероводород.

Упражнение 9. Напишите, не заглядывая в таблицу растворимости, формулы: а) пяти растворимых электролитов; б) пяти нерастворимых или малорастворимых электролитов.

Далее знакомим учащихся с программой деятельности 1 «Составление уравнений РИО* и показываем, как, пользуясь этой программой и схемой «Условия протекания реакций ион­ного обмена в растворах электролитов» (вместе они образуют схему ООД), составлять моле­кулярное, полное ионное и краткое ионное уравнения РИО. Предупреждаем учеников, тге предлагаемые далее вещества-реагенты соединяются друг с другом в водной среде и не вс у - пают в окислительно-восстановительные реакции.

Необходимо, чтобы после ознакомления с формируемой деятельностью учащиеся сам стоятельно выполнили несколько упражнений. Предлагаемые нами упражнения различны по форме представления исходной информации (для веществ — участников реакций могут быть указаны формула, название, класс, к которому относится вещество или частично описан

23

П р о г р а м м а д е я т е л ь н о с т и 1 «Составление уравнений РИО»

Действие Пример выполнения1. Проверьте, соблюдаются ли 1, 2 и 3 условия протекания РИО СаСОз + НСІ —-

нераств. кислота более сильная, карбонат чем Н2СОа

2. Составьте формулы продуктов, для этого:а) запишите рядом формулы катионов каждого из реагентов

и анионов другого;б) поставьте необходимые индексы

Продукты:а) Са2 СГ H'COf"

б) СаС12 Н2С03

3. Проверьте, соблюдается ли 4 условие протекания РИО Н2С03 —► C02î + Н?0 — образуется газ4. Если все условия соблюдаются; запишите схему реакции,

рассіавьте коэффициентыМолекулярное уравнение:СаС03 + 2HCI = СаС12 + C02î + Н20

5. Запишите полное и краткое ионные уравнения:а з полном ионном уравнении растворимые сильные

эгектролиты записывают в виде ионов, а остальные Естества, в том числе и нерастворимые, — в виде молекул;

: ~ = записи краткого ионного уравнения из полного ионного усаз-іения удаляют формулы тех частиц, которые и в левой, »* з правой части присутствуют в неизмянённом виде

Полное ионное уравнение:СаСОз + 2Н‘ + 2CI = Са2* + 2CI + С02Т + НгО

Краткое ионное уравнение:СаСОз + 2Hf = Са2" + С02Т + Н20

состав), по предметному содержанию (по реагентам определить продукты, по продуктам определить реагенты, по известному реагенту' и продукту' сделать предположение о неиз­вестных участниках реакции, по краткому ионному уравнению составить молекулярное и др.), по типам ответов (с положительным ответом — взаимодействие происходит, с отрицательным ответом - взаимодействие не происходит, с неопределённым ответом - неизвестно, проис­ходит ли взаимодействие) и др.

Упражнение 10. Подчеркните одной чертой катионы, двумя чертами — анионы, входящие в состав реагентов. Жёлтым маркером отметьте формулы нерастворимых веществ-реагентов. Напишите молекулярные уравнения РИО, среди продуктов отметьте формулы газов (Î), осадков (І), подчеркните формулы растворимых электролитов средней силы и слабых, Со­ставьте ионные уравнения реакций.

NaOH + K2S04 — ; ZnS + HCI — ; АІ(ОН)3 + ІМа3Р04 — ;LiOH + NH4NO3 — ; HNO3 + ВаС03 — ; ВаСІ? + (NH4)2S04 — •Ва(ОН)2 + ZnS — ; КОН + HN03 — ;

Упражнение 11 . Закончите уравнения возможных реакций, среди продуктов отметьте формулы газов (Î) и осадков (I).

Fe2(S04)3 + NaOH Na2S03 + H2S04

Н3Р04 + AgN03 — Ca(OH)2 + Na2COs AgCI + H2S04 — ; Pb(N03}2 + H2S — BaC03 + HN03 —

Na2S04 + KOH — ; FeCI? + KOH — ; MnCI2 + Mg(OH)2 — BaS04 + CaCI2

H2S04 + Na2Si03 —* HCI + AIP04 — ;

H20 +...;KCI + Ba3(P04)2i ; NaCI + C02T + HjO; NH4N03 + AgBri; AI(OH)3i + ...;NH3t +...;H2S Î +... .Î K2Si03 “ BaCI2

Упражнение 12. Укажите, какие из перечисленных соединений могут попарно реагировать друг с другом, напишите уравнения реакций:

а) Cu(OH)2, КОН, HCI, Na2S04; в) A1(N03)3, NaOH, H2S04, BaCI2;б) FeCI2, КОН, СН3СООН, Cu(OH)2; г) MgCl2, NaOH, HN03l СаС03.

2 4

Упражнение 13. Определите, могут ли в растворе одновременно находиться в большом количестве указанные ионы, объясните ответ:

а) Na+, Н+, HSOi, SO f; в) Са2 СГ. Н' С032‘ ; д) MgOH+, N03, СГ, HS04~.б) Са2", СГ, Na+, С032’ ; г) ИГ. ОН'. NO,;, HS :

Упражнение 14. Укажите, какие из перечистенных вещесів моіуг реагировать с водным раствором какой-либо соли, напишите уравнения реакций:

хлорид натрия, сульфат аммония. сульфид калия,нитрат калия, сульфат железа(Н), гидроксид алюминия,нитрат меди(Н), гидроксид натрия. сероводород.

Упражнение 15. Предложите формулу вещества, при реакции которого:а) с кислотой выделяется газ;б) со щёлочью выделяется газ;в) и с кислотой, и со щёлочью выделяется газ;г) с кислотой образуется осадок;д) со щёлочью образуется осадок;е) и с кислотой, и со щёлочью образуется осадок.Напишите уравнения реакций.

Упражнение 1 6 . Составьте уравнения РИО, соответствующих схемам:а)Ва(ОН)2 — ... — NaCI — ... — CaS04;б) Са(ОН)2 — ... — ... — Са(ОН)2;

. + ГИДРОКСИД I гидроксид + гидроксидВ) гидроксид ------ - ------- - ... ----------------- ... — — ----оксид.

Упражнение 17. Для каждого краткого ионного уравнения РИО составьте по два молеку­лярных:

а) ҺГ + ОН" = Н20; в) MeS + 2Н+ = H2S Î + Ме2+; д) Ме(0Н )2 + 2Н+ = Ме2* - 2Н20;б) 2Н" + S2~ = H2S Î; г) Ме3+ + ЗОН" = Ме(ОН)34; e) XY4" + ZY = XY3Î + Y2Z.

Упражнение 18. Расшифруйте приведённые схемы РИО (буквы X, Y, Z и V, соответствую­щие различным химическим элементам, могут быть записаны в формулах не на своих местах; коэффициенты, а также знаки Л » и Л » не проставлены). Если возможно несколько вариан­тов, приведите один.

а) X(YZ)2 + FeSZ4 — XSZ4 + Fe(YZ)2; г) CNa2X5 + YZ — NaZ + XY2 + X2C;б ) XYZ4 + NaZH — Na2YZ4 + X(ZH)2; д) YCIX4 + ZNaX — X3Y + X2Z + NaCI;в) X2(YZ4)3 + NaZH — Na2YZ4 + X(ZH)3; e) V4H2X + YV3K2 — H2YV3 + V4K2X.

Упражнение 19. Укажите, протекают ли реакции ионного обмена между следующими веществами в водном растворе (поставьте знак <«+», если РИО идёт, «-», если не идёт, и <?», если данных недостаточно для того, чтобы сделать вывод):

а) гидроксид натрия + растворимый з) H2S04 + нерастворимый гидроксид; электролит; и) диоксид серы + растворимый электролит;

б) серная кислота + гидроксид; к) сульфид железа(Н) + гидроксид;в) кислота + гидроксид кальция; л) гидроксид алюминия + растворимая соль:г) BaS04 + кислота; м) натрий + растворимый электролит;д) NaOH + соль калия; н) растворимый карбонат + слабая кислота;е) H2Si03 + соль; о) карбонат + сульфат;ж) нерастворимый карбонат + сильная п) гидроксид бария + карбонат, кислота;

3 Химия о школ© № 5 2 5

Упражнение 20. Приведите примеры четырёх веществ-электролитов, не содержащих одинаковые ионы, при перемешивании растворов которых: а) одно вещество выпадает в оса­док; б) два вещества выпадают в осадок; в) три вещества выпадают в осадок; г) осадок не образуется. Приведите пример реакции, в результате которой образуется малорастворимое вещество и при этом осадок не выпадает.

Наибольшие трудности учащиеся испытывают при написании уравнений реакций, про­текающих с образованием более слабого электролита. В первую очередь это связано с тем, что данное условие предполагает определение ие абсолютной характеристики продуктов (растворимость в воде, агрегатное состояние), а относительной (более/менее слабый электро­лит, чем реагент ы ), т. е. требует сравнения свойств реагентов и продуктов. Формально такие ситуации встречаются в двух случаях: при взаимодействии соли с основанием с получением более слабого основания и с кистотой с получением более слабой кислоты. Однако, посколь­ку’ к слабым растворимым основаниям относится лишь гидрат аммиака («гидроксид аммония»), а все остальные растворимые основания (щёлочи) являются сильными, этот тип реакций фактически вырождается в единственный случай и реального сравнения свойств не требует:

Для определения возможности протекания реакций второго вида необходимо сравнить силу кислот. Считается, что всс соли — сильные электролиты, поэтому учащимся часто пред­лагают запомнить следующее правило: более сильные кислоты вытесняют более слабые из растворов их солей:

Для проверки этого условия учащимся традиционно предлагают использовать ряд актив­ности кислот, где формулы кислот записаны слева направо в порядке убывания их силы, например:

HI > HCI > H2S0 4 > Н3 РО4 > HF > СН3 СООН > н2с о 3.

Однако такой ряд. во-первых, фактически учитывает силу кислот только но первой сту­пени диссоциации, и его нельзя использовать для определения продуктов взаимодействия кислот и солей, если кислота-реагент или кислота-продукт многоосновна, и, во-вторых, часто не содержит формулу воды и тех органических соединений, чьи кислотные свойства рас­сматривают в школьном курсе, из-за чего закономерности, изученные па материале неорга­нической химии, учащиеся не могут использовать при прогнозировании химических свойств органических веществ.

Для того чтобы расширить возможности использования ряда активности кислот, мы пред­лагаем:

а) добавить в него формулы воды и наиболее важных органических соединений, обла­дающих кислотными свойствами (уксусная кислота, фенол, этанол);

б) учесть силу многоосновных кислот отдельно по каждой ступени диссоциации, для чего расположить формулы кислот и их кислых* солей в соответствующих местах ряда;

’ Для формирования понятий «кислые соли* и «'основные соли» можно воспользоваться методическими мате­риалами, описанными в статье: Дерябина H. Е. Изучение связей между классами неорганических веществ: от обще­го к частному / / Химия в школе. - 2007. - № 5. — С 12-21.

соль n h ; + NH3 • H2I(NH4OH) + уцел./щёл.-зем

СОЛЬ

более сильная более слабой более слабая более сильной

2 6

в) выделить тот атом водорода, который отрывается при диссоциации но данной ступени:г) под формулами кислот записать формулы соответствующих им солей.

Фрагмент полученного ряда активности кислот представлен ниже, а полный ряд — на 3-й с. обложки.

Ряд активности (силы) кислот и соответствующие им соли

Слабые

HI > HCI > НН2Р04 > HF > СН3СООН > ННС03 > NaHHPO* > HCN > NaHC03 > Na2HPO* > НОН > C2H5OH Nal MaCI NaH2P04 NaF CH3COONa NaHCO, Na9HP04 NaCN Na2C03 Ha3P04 NaOH C2H50Na

Рекомендуем составлять такой ряд совместно с учащимися, в этом случае они сами с по­мощью значений констант диссоциации (см. 3 -ю с. обложки) устанавливают соотношения между силой различных кислот и для каждой кислоты определяют соответствующую ей соль. Самостоятельное составление ряда активности (силы) кислот и дальнейшее его использова­ние при написании соответствующих уравнений способствует также непроизвольному за­поминанию силы важнейших кислот (сильная/средняя/слабая). Это особенно важно для тех учащихся, которые планируют сдавать Единый государственный экзамен но химии, посколь­ку использование справочных материалов, содержащих информацию о сравнительной стае кислот, на ЕГЭ запрещено.

При обсуждении этого ряда активности (силы) кислот и соответствующих им солей (да­лее — ряд активности) следует обратить внимание школьников на то, что кислые соли об­ладают двумя функциями: их можно рассматривать как кислоты, и тогда записывать их формулы в первой строке ряда, либо как соли, в этом случае формулы располагают во второй строке. Также несколько необычным для учащихся является то, что щелочь представлена как соль воды.

Покажем, как использовать этот ряд для установления возможности протекания реакций и определения формул образующихся продуктов.

При взаимодействии кислоты и соли возможны три варианта:а) кислота-реагент сильнее кислоты, которая соответствует соли-реагенту;б) кислота-реагент слабее кислоты, которая соответствует соли-реагенту7;в) обе кислоты равны по силе, либо соль-реагент соответствует кислоте-реагенту^.

Ниже представлены схемы, показывающие варианты взаимного расположения веществ- реагентов (отмечены заливкой) в ряду активности кислот.

средняя/слабая

С О Л Ь ^ ^ к и с л о т ь М ^ У

КИСЛОТА 1 >

СОЛЬ кислоты 2

КИСЛОТЫ 1,2

кислот 1 , 2

в

Реакция идёт только в первом случае, и лишь при условии, что кислота 2 не является сильной. Продуктами будут новая соль и новая кислота (продукты заключены в овал).

Для определения продуктов РИО данного типа удобно пользоваться программой деятель­ности 2 «Определение продуктов РИО с участием кислот и солей с помощью ряда активности кислот».

2 7

П р о г р а м м а д е я т е л ь н о с т и 2 «Определение продуктов РИО с участием кислот и солей с помощью ряда активности кислот»

Действие Указания

1. Найдите в ряду активности формулы исходных веществ — кислоты и соли

Формулы кислот записаны в первом ряду, формулы солей — во втором

2. Определите возможность протекания реакции

Реакция возможна, если:а) кислота, из которой образована соль-реагент, не являеғся сильной;б) кислота-реагент сильнее (в ряду активности расположена левее),

чем кислота, из которой образована соль-реагент3. В случае, если реакция возможна, опре­

делите формулу соли, соответствующей кислоте-реагенту и формулу кислоты, соответствующей соли-реагенту

Формула соли-продукта записана под формулой кислоты-реагента; формула кислоты-продукта записана над формулой соли-реагента

Рассмотрим несколько примеров и определим возможные продукты взаимодействия кислот и солей, а также солей друг с другом в том случае, когда одна или обе соли являются кислыми.

Кислота + соль одноосновной кислоты

• HI + NaCI — .Найдём в ряду активности кислот формулы исходных веществ. Соляная кислота НС1, из

которой образована соль-реагент NaCI. сильная. В этом случае реакция не идёт:HI + NaCI

• NaF + HCN — .Средняя Слабая

Плавиковая кислота HF, из которой образована соль-реагент NaF, относится к кислотам средней силы, однако кислота-реагент HCN слабее (в ряду активности расположена правее), чем HF. В этом случае реакция практически не идёт:

NaF + HCN

• HCI + CH3COONa —*\Сильная Слабая

Уксусная кислота СН3СООН. из которой образована соль-реагент CHjCOONa, является слабой, кислота-реагент НС1 сильнее (в ряду активности расположена левее) уксусной кис­лоты. В этом случае реакция идёт, продукты указаны в ряду активности над и под формулами реагентов:

HCI + CH3COONa = NaCI + СН3СООН;ҺГ + СН3СОСГ = СН3СООН.

2 8

Кислота + соль многоосновной кислоты

• HCI + Na3P04 —

Чтобы решить вопрос о протекании данной реакции, надо сравнить силу соляной кисло­ты НС1 и кислоты, соответствующей фосфату натрия Na?P0 4 (НР0 4“):

Соляная кислота сильнее, поэтому при взаимодействии с фосфатом натрия образуются хлорид и гидрофосфат натрия (соль болсс слабой кислоты НРО|_):

HCI + Na3P04 = NaCI + Na2HP04;H* + P O f = HP04‘ .

Однако образовавшийся гидрофосфат натрия Na2HP0 4 сам может взаимодействовать с соляной кислотой, так как дигидрофосфат-ион Н2Р0 4 также слабее НС1:

Значит, если соляная кислота взята в избытке, то реакция пойдёт и но второй стадии: HCI + Na2HP04 = NaCI + NaH2P04;Н+ + HPOf = Н2Р04.

Аналогичные рассуждения приводят к выводу о возможности дальнейшего взаимодей-

HCI + NaH2P04 - NaCI + Н3Р04;Н* + Н2Р04 = Н3Р04.

Таким образом, можно написать уравнения трёх возможных химических процессов, про­исходящих при взаимодействии соляной кислоты и фосфата натрия:

HCI + Na3P04 = NaCI + Na2HP04;2HCI + Na3P04 = 2NaCI + NaH2P04;3HCI + Na3P04 = 3NaCI + H3P04,

Какие из них протекают в каждом конкретном случае, зависит от мольного соотношения между исходными веществами.

• СН3СООН + Na3P04 — .

ствия;

2 9

На первой стадии образуются соль уксусной кигаоты и гидрофосфат натрия:СН3 СООН + Na3P04 = CH3COONa + Na2HP04;СН3СООН + РО|- = СН3СОСГ + НР042'.

Избыток уксусной кислоты прореагирует с гидрофосфатом натрия:

NaH2P04 (CH^COONa) 4

НН2Р04 > 4 (NaHHPO^) > Na2HP04

Na3P04

СН3СООН + Na2HP04 = CH3COONa + NaH2P04;CH3COOH + HPOf = CH3COCT + H2P04.

С образовавшимся дигидрофосфатом уксусная кислота не реагирует, так как он является солью более сильной фосфорной кислоты:

Таким образом, при взаимодействии уксусной кислоты и фосфата натрия, в зависимости от соотношения между количествами веществ реагентов, возможно образование как гидро-, так и дигидрофосфата:

СН3СООН + Na3P04 = CH3COONa + Na2HP04;2СН3СООН + Na3P04 = 2CH3COONa + NaH2P04.

Однако никакой избыток уксусной кислоты не может привести к образованию фосфорной кислоты.

Кислая соль + средняя/кислая соль

Для определения продуктов взаимодействия двух солей в том отучае. если хотя бы одна из них является кислой, также можно использовать предлагаемый ряд.

Ести при взаимодействии кислой соли со средней обмен ионами не приводит к образо­ванию осадка, кислую соль следует рассматривать в роли кислоты.

Na3P04 + NaHC03 = Na2HP04 + Na2C03;рог + нсо3 = нро|- + со32'.При сливании растворов кислой и средней солей одной и той же многоосновной кисло­

ты возможны два случая. Когда кислотные остатки отличаются по составу только на 1 атом

• Na3P04 + NaHC03

3 0

водорода, они образуют пару «кислота - соответствующая ей соль» (NaH2P0 4 - Na2HPO: в ряд\' активности располагаются друг под другом и в реакцию не вступают. Когда же кис­лотные остатки отличаются по составу на 2 атома водорода и более, реакция возможна.

• NaH2P04 + Na3P04 —*•.

В этом случае реакция идёт, но по форме является реакцией соединения:NaH2P04 + Na3P04 = 2NaHP04;Н2Р04 + P O f = гире)!’ .

Если обе соли кислые, одна может выступать в роли кислоты, а другая - в роли соли. В том случае, когда их функции в реакции не являются очевидными, можно рассмотреть с помощью ряда активности оба варианта.

• NaHCO, + NaHSO* —Предположим, в этой паре NaHC0 3 — кислота, a NaHS0 4 — соль:

Поскольку HCOj — кислота более слабая, чем H2S0 4, реакция с образованием H2S0 4

и Na2C0 3 не пойдёт.Предположим, что NaHC0 3 — соль, a NaHS0 4 — кислота:

Кислота HSO, сильнее, чем Н2С0 3, реакция идёт с образованием соли Na,S0 4 и кислоты Н2СО, (СО, + Н20 ):

NaHC03 + NaHS04 = Na2S04 + C02î + H20;НСОз + HS04 = SOI' + C02î + H20.

Для формирования умения определять продукты реакций ионного обмена перечисленных выше типов с помощью ряда активности кислот и соответствующих им солей мы предлагаем учащимся выполнить следующий набор упражнений.

Упражнение 21 . Закончите уравнения реакций, протекающих в водном растворе:HCI + CH3COONa — ; NaHC03 + C6H5ONa — ; Н20 + С02 + CH3COONa — ;СН3СООН + №НС03 — ; С6Н5ОН + NaOH — ; Н20 + С02 + C6H5ONa — .NaHC03 + NaOH — ; С2Н5ОН + NaOH —►;NaHCOg + C2H5ONa — ; H20 + C02 + C2H5ONa

31

Упражнение 22 . Составьте уравнения реакций водных растворов фосфата, гидрофос­фата и дигидрофосфата калия с а уксусной кислотой; б) углекислым газом; в) фенолом;г) фенолятом натрия.

Упражнение 23 . Какие вещества могут одновременно находиться в водном растворе, по­лученном при постепенном добавлешш: а) серной кислоты к раствору фосфата калия;б) фосфорной кислоты к раствору фосфата натрия; в) соляной кислоты к раствору сульфата лития? Приведите все возможные комбинации.

Упражнение 24. Приведите четыре уравнения РИО, не заканчивающихся образованием осадка, которые могут протекать в водном растворе между следующими веществами:

а) NaOH, LiCK LiN03J HCI, NaH2P04, BaS04;б) К2С03, Ва(ОН)2, А1С13, HN03, Cu(N03)2, NaF;в) HBr, m AC\, FeCI2, NaOH, AI(N03)3, NaHS.

Упражнение 25. Составьте уравнения реакций, соответствующих схемам:а) серная кислота —* фосфорная кислота —* дигидрофосфат цинка — дигидрофосфат

кальция —► фосфат калия;б) С02 —►А — В —►С —* D ■—** Е (зашифрованные вещества — соли угольной кислоты);в) NaOH —► А —► В —" С — D — (зашифрованные вещества — соли натрия).

Упражнение 26 . Ответьте на вопросы, В случае положительного ответа приведите при­меры реакций.

Могут ли в результате РИО образоваться:а) одно вещество; б) два вещества; в) три вещества?

М о т ли в результате РИО образоваться:а) одна кислая соль; б) две кислые соли; в) одна кислая и одна средняя соль; г) две средние

соли; д) одна средняя и одна основная соль; е) одна основная и одна кислая соль?

Могут ли в результате РИО среди продуктов оказаться:а) один оксид; б) два оксида; в) три оксида?

Может ли вода принимать участие в РИО в качестве:а) реагента; б) продукта; в) катализатора; г) растворителя?

Предложенный нами ряд позволяет определить продукты взаимодействия и других пар реагентов, таких, как основание и одноосновная кислота, основание и многоосновная кис­лота, основание и кислая соль, а также рассмотреть реакционные системы с альтернативны­ми наборами продуктов (кислая/средняя соль, средняя/основная соль, основная соль/осно­вание), возможность образования которых связана со ступенчатостью РИО. При изучении органической химии учащиеся с помощью такого ряда смогут сами определить, что в водном растворе при взаимодействии карбоната натрия с уксусной кислотой образуется углекислый газ (угольная кислота), а при его взаимодействии с фенолом — только гидрокарбонат натрия, что этанол не реагирует со щёлочью, а фенол реагирует и, соответственно, что алкоголяты гидролизуются необратимо, а феноляты — обратимо.

Следует также указать, что па основании значений констант кислотности предложенный нами ряд можно дополнить формулами других неорганических или органических кислот и соответствующих им солей, что даст возможность учащимся, освоившим с помощью опи­санной методики соответствующие умения, составлять уравнения реакций с более широким крутом реагентов. ■

3 2

Профессор А. М. Магеррамов, К. Н. АхвердиевБакинский государственный университет И. Б. ТагиевБакинский техникум пищевой промышленности

У р о к на о с н о в е

М Е Ж П Р Е Д М Е Т Н Ы Х

И В Н У Т Р И П Р Е Д М Е Т Н Ы Х С В Я З Е Й

Х имия — одна из самых увлекательных и чудесных наук. Восьмиклассники пона­

чалу ждут уроков химии с нетерпением, но постепенно интерес к этот- предмету надает. Это объясняется преимущественно неверным выбором методов, приемов, средств обучения. Укажем также ещё на одну причину падения интереса к химии — отсутствие межпредмет­ных связей, которые помогают учащимся по­нять происходящие в окружающем мире про­цессы. Использование межпредметных связей химии с другими дисциплинами тгеобходимо также д а формирования системного мышле­ния. Актуальность использования межпред­метных связей в процессе обучения обуслов­лена современным уровнем развития науки, для которого характерна ярко выраженная интеграция общественных, естественно­научных и технических знаний [1]. Одна из важнейших функций межпредметных свя­зей — последовательное отражение в содер­жании естественно-научных дисциплин объ­ективных взаимосвязей, действующих в при­роде. Межпредметные связи воплощаются в системности полученных знаний и создают основу для формирования научного мировоз­зрения и всестороннего развития личности.

Важно правильно определить время и ме­сто включения межпредметного и внутри- иредметного материала в содержание урока. Приёмы установления межпредметных связей разнообразны.

На занятиях по курсу общей химии со студентами Бакинского техникума пищевой промышленности, обучающимися по специ­альности «Технология пищевых продуктов»,

мы используем межпредметные и внутри- предметные связи химии не только с обще­образовательными, но и с профессиональны­ми дисциплинами. Например, они изучают строение и свойства белков, жиров, углеводов, витаминов и других компонентов продуктов питания, а также физические, химические и биологические процессы, сопровождающие процессы приготовления и производства пи­щевых продуктов.

Приведём содержание межпредметного урока «П ищ евая ценност ь и сво й ст ва т о - дов гранат а», который проводится по тех­нологии педагогических мастерских.

Цели у р о к а : формировать умение приме­нять межпредметные и виутрипредметные связи; продемонстрировать пищевую цен­ность и биохимическое значение граната и продуктов, приготовленных на его основе; развивать интерес к предмету; показать ис­пользование знаний химии и других пред­метов для решения некоторых проблем пи­щевой промышленности.

Ход у р о к а

Начинаем урок с демонстрации продуктов питания, изготовленных из граната: натураль­ных и концентрированных соков, наршараба (приправы), различных соусов, компотов. Объясняем, что в состав этих продуктов вхо­дит гранат (на азерб. языке - нар). Сообщаем важнейшие сведения об этой древней культур ре. Человек начал использовать гранат за 2 0 -3 0 веков до н. э. Плоды этого растения упоминаются как в древних мифах, так и в литературно-исторических источниках, до­

3 3

шедших до наших дней: в трудах Геродота, Теофраста, в «Одиссее» Гомера. Скульптурные изображения граната обнаружены в древних памятниках Азербайджана, Египта, стран Средней Азии.

Гранат выращивают в странах Средизем­номорья (Греция, Испания, Сирия. Турция), Индии, Пакистане, Афганистане, Иране. Сау­довской Аравии, Китае, субтропических зонах Южной Америки, США (Калифорния), стра­нах СНГ (Азербайджан, Туркменистан, Таджи­кистан), Грузии.

Азербайджанская Республика — важней­ший район выращивания гранатовой культу­ры. Здесь оптимальные климатические усло­вия для промышленного возделывания гра­ната в открытом грунте.

Родовое название Punica гранат унаследо­вал от древнего народа пунтов, населявших область финикийской колонии Карфагена (современный Тунис), откуда плоды впервые были завезены в Европу. Видовое название происходит от латинского слова q ra n a tu m , что значит зернистый.

Далее описываем плод граната. Он пред­ставляет собой сложную ягоду- округлённой формы с кожистым околоплодником и со­хранившейся чашечкой в виде зубчатой ко­роны. Отдельные плоды некоторых сортов достигают 1 5 -1 8 см в диаметре. Снаружи плод покрыт плотной блестящей кожурой, внутри наполнен тёмно-красными, красными или розовыми зёрнами в тонкой прозрачной плёнке, под которой находится сочная, неж­ная мякоть с единственным твёрдым семеч­ком в центре. Многочисленные семена (до 1 0 0 0 -1 2 0 0 и более в одном плоде) находятся в 6 - 1 2 камерах, или гнёздах, расположенных неправильно в два яруса и разделённых твер­дыми перегородками. Вес 1000 семян 19-21 г. Таким образом, гранат — типичное сочносе­менное фруктовое дерево.

Вегетационный период продолжается 180 -215 дней, период цветения — 5 0 -7 5 дней, развитие плодов - 1 2 0 -1 6 0 дней. Созревают плоды поздно - с октября по декабрь. Про­должительность жизни дерева 5 0 -7 0 лет, в Азербайджане — до 100 лет, а во Франции - до 20 0 лет.

Затем следует сообщение о сложном х и ­м ическом составе граната. В нём обнаружены углеводы, органические кислоты, витамины, аминокислоты, макро- и микроэлементы, по- лифенолы. Содержание указанных веществ определяется условиями выращивания, кли­матом, сортом, временем сбора и другими факторами. Кора корней, стволов и ветвей содержит алкалоиды, из которых изучены псевдопельтьерин C9H15ON, метилизопельть- ерин С9Н17ОҚ изопельтьерин C3HlsON-paue- мат. Содержание алкалоидов зависит от места произрастания и достигает в коре корней0 ,25% и более. Кора стволов и корка плодов содержат до 28% дубильных веществ, плоды - витамин С.

В соке гранатов ряда азербайджанских сортов содержится 1,14% кислот, 15,2% саха­ров, в том числе сахарозы - 1 ,1 %, глюкозы — 4 ,8%, фруктозы - 9,3%, а также 0,064% дубиль­ных веществ и 1 % протеинов [2].

При рассмотрении химического состава граната уместно повторить с учащимися свой­ства органических веществ, входящих в со­став пищевых продуктов (углеводы, алкалои­ды, органические кислоты, аминокислотыи Др.).

Лучшие сорта гранатов используют в ка­честве дессрта и для переработки на сок. При уваривании гранатового сока с равным ко­личеством сахара получают нежный, вкус­ный напиток - гр а н а д и н , который употре­бляют в производстве лимонада. Густой си- рои под названием н а р ш а р а б — излюблен­ная приправа к мясным и рыбным блюдам на Кавказе. Его готовят из плодов дикого граната, добавляя 20 - 25% сахара и сильно уваривая. Из сока граната культурных сортов получают экстракт, 3 0 0 г которого заменяют десятки свежих плодов. На Геокчайском кон­сервном заводе (Азербайджанская Республи­ка) выпускают консервы, содержащие грана­товые зерна, залитые водой, жареный лук и сахар.

Плоды малоценных культурных сортов и дикого граната перерабатывают в лимон­ную кислоту. Пищевую ценность имеет и гра­нат овое масло, которое получают из семян — отходов производства сока. Оно содержит

3 4

бегеновую кислоту и витамин Е. а также об- ладает отличными вкусовыми качествами.

С давних времён все части гранатового дерева: плоды, цветы, корки, кору, ствол и вет­ви — использовали для лечения ряда заболе­ваний методами народной медицины. Пре­параты, приготовленные из граната, приме­няют против ленточных глистов, в качестве вяжущего средства при желудочно-кишечных расстройствах. Вяжущие вещества граната помогают выводить мокроту при бронхитах и пневмониях, стимулируют работу поджелу­дочной железы. При повышенной кислотно­сти желудочного сока гранатовый сок в чи­стом виде противопоказан — лучше разбав­лять его морковным. Сок свежих плодов — хорошее жаропонижающее и утоляющее жажду средство, улучшает пищеварение, эф­фективен при лечении астмы, гипертонии, гнойных заболеваний горла, уха, глаз, зубов. Сок граната сладких сортов применяют при болезнях почек, желтухе, он улучшает цвег лица. Сок кислых гранатов используют для удаления камней из почек и желчного пузыря, при болезнях печени. Гранатовый сок также применяют при лечении сердечно-сосудистых заболеваний: ещё в Древней Индии гранат называли «сердечным плодом» и считали, что он снимает боли при стенокардии. Однако в концентрированном виде этот сок повы­

шает свёртываемость крови и может повре­дить при склонности к тромбозу [3].

В гранатовом соке содержатся ферменты, стимулирующие выработку эритроиитов — красных кровяных телец, поэтому для очист­ки крови после инфекционных болезней по­лезно съедать один гранат или выпивать ста­кан сока в день.

В заключение обращаем внимание уча­щихся на физико-химические и биохими­ческие процессы, протекающие при приго­товлении гранатовых соков, приправ (выпа­ривание, экстракция, варка, диффузия, коагу­ляция, окисление, брожение, адсорбция, ректификация и др.), а также на междисци­плинарный (география, химия, биология) и внутридисциплинарный (неорганическая химия, физическая химия, органическая хи­мия) характер урока. Заканчиваем урок под­ведением итогов, оценкой работы отдельных учащихся и группы в целом. ■

ЛИТЕРАТУРА1. Бурая И. В. Интеграция знаний и умений как усло­

вие творческого саморазвития личности / / Химия в шко­ле. - 2001. - № 10. - С. 23-32.

2. Магеррамов М. А. Свойства плодов гранта и их хранение в модифицированной атмосфере. — Баку, 2004.

3. Карашарлы А. С. Гранат и его использование. — Баку: Азернешр, 1981.

Г. Г. СиушеваКОИРОМ. А. ШадруноваС Ш № 3 , г. Нея, Кост ромская обл.

И с п о л ь з о в а н и е э л е м е н т о в

Б И З Н Е С - П Р О Е К Т И Р О В А Н И Яна у р о к а х х и м и и

Э кономический подъём России невозмо- Каждый школьник сегодня мечтает быть жен без развития малого бизнеса и пред- успешным в жизни,

принимательства, кроме того, привлечение Для подготовки учащихся 9 -го класса к молодых людей в эти сферы поможет решить изучению экономических дисциплин, раз- проблемы безработицы и трудоустройства, вития у низ: - циальных компетентностей мы

3 5

предлагаем им ознакомиться с методикой простейшего бизнес-проектирования на уро­ках химии.

Принципиальное отличие проектных за­даний от учебных предметных задач и упраж­нений — практически неограниченное число способов выполнения каждого проекта, воз­можность постоянно совершенствовать его качество с учётом того, что в условиях рыноч­ной экономики получение даже небольшого конкурентного преимущества за счёт нестан­дартного решения позволяет добиваться зна­чительных успехов.4

Использование элементов бизнес-проскги- рования нацелено на освоение таких способов деятельности, которые позволяют учащимся, используя собственный социальный опыт, уже сделанные открытия и изобретения, специ­альные методы, разработать бизнес-идею и оформить её в структурный план, соответ­ствующий нормам бизнес-планирования.

Для проведения урока в 9 -м классе по теме « С и л и ка т н а я п р о м ы ш л е н н о с т ь» (90 мин) была использована технология «Перспекти­ва», созданная на основе метода «“Шесть шляп” мышления» Э. де Боно. На уроке мы предло­жили учащимся практические задачи, для решения которых необходимы основы эко­номических знаний.

За две недели до урока мы разделили класс на четыре группы. Каждая из групп выбрала фирхму или компанию: заводы но производ­ству стекла или цемента, фирму по произ­водству керахмики, магазин, продающий из­делия силикатной промышленности. Группам выдали следующее задание.

Предлагаем вам поработать «под полями белой шляпы» — подготовиться к обсуждению вашего бизнеса: собрать необходимую инфор­мацию, продумать выступление. Для того что­бы выступление было содержательным, не­обходимо придерживаться предложенного плана.

1. Название вашей фирмы или компании.2. Её цели: а) долгосрочные; б) кратко­

срочные.3. Необходимые для открытия предприятия

ресурсы: сырьё, помещение, оборудование.

4. Технологическая схема производства5. Оценка потребительского спроса на ~х-

дукцию.Для этого проведите социологичес*т

опрос, анкету составьте сами.6 . Описание производимой продукции

оценка стоимости и количества выпускаемся продукции.

7. Работники вашей фирмы, их обязанной сти, заработная плата.

8 . Способы рекламы продукции.9. Финансовый план фирмы.В финансовом плане укажите примерно:§ основные расходы (затраты на сырье,

оборудование, помещение, электроэнергис и коммунальные услуги, рекламу, зарплату; в рублях);

• годовой выпуск товарной продукции (штук в год);

• прибыль (в рублях);• налоги;подоходный (13% от фонда заработной

платы);в Пенсионный фонд (29% от фонда зара­

ботной платы);в Фонд медицинского страхования (1,5%

от фонда заработной платы);на прибыль (35% от прибыли);на добавочную стоимость — НДС (20% от

прибыли).Чистая прибыль предприятия = прибыль -

- (затраты + налоги).10. Вывод: какие средства необходимы для

открытия предприятия, выгодно ли его откры­вать.

В соответствии с технологией «Перспек­тива» урок состоит из четырёх этапов (раун­дов) - но количеству созданных творческих групп. На каждом из этапов группы пооче­рёдно работают в определённой ролевой позиции:

• новат оры («зелёная шляпа») представ­ляют свой проект, свою идею остальным уча­щимся;

• пессимист ы («чёрная шляпа») выделяют все отрицательные, непродуманные, неучтён­ные стороны представляемой идеи;

3 6

• опт им ист ы («жёлтая шляпа») выделяют все положительные, выгодные стороны пред­ставляемой идеи;

• эксперт ы («синяя шляпа») обобщают и анализируют полученную информацию, оце­нивают работу каждой творческой группы с позиций поставленной перед данной груп­пой цели деятельности по 1 0 -баллыюй шкале, обосновывают своё мнение.

Таким образом, все участники пробуют себя в разных ролях и одновременно имеют возможность взглянуть на свою собственную идею с разных точек зрения.

Каждый этап (раунд) длится 20 мин:5 мин — выступление новаторов;3 мин — уточняющие вопросы новаторам

от членов других творческих групп;4 мин - работа в группах оптимистов,

пессимистов и экспертов по выявлению по­зитивных и негативных сторон представлен­ной идеи, обобщению и анализу полученной информации;

4 мин — выступления оптимистов и пес­симистов (по 2 мин);

1 мин — работа группы экспертов по определению эффективности деятельности каждой группы;

3 мин — выступление экспертов.

Учитель и эксперты следят за соблюдени­ем регламента.

Существенное достоинство использования метода «“Шесть шляп” мышления•> — возмож­

ность выражать свои эмоции и чувства (т. е. оказываться «под полями красной шляпы») только в перерывах между раундами. Если кто-либо из членов творческой группы во время работы позволяет себе эмоциональные оценки коллег, то данная трутша получает штрафное очко.

Крит ерии оценивания проект а (выступле­ния новаторов); новизна, оригинальность идеи, обстоятельность, чёткость, логичность обоснований, эффектность презентации, ис­пользование дополнительной литературы, опора на жизненный опыт (примеры из жиз­ни), культура речи.

При подведении итогов выступлений пес­симистов и оптимистов эксперты имеют право снизить их оценку на балл за каждый дополнительно найденный экспертами плюс или минус обсуждаемого проекта.

Учащиеся ответственно отнеслись к за­нятию, работали с интересом, увлечённо. Все отмечали поддержку со стороны товарищей, доброжелательность к соперникам.

Разумеется, подготовка к подобным заня­тиям занимает много времени, но в результате многие учащиеся начинают серьёзнее отно­ситься к профессиональному самоопределе­нию. осознают необходимость соотнесения своих желаний со способностями и с запро­сами социума, начинают понимать, что их жизненное благополучие зависит от благопо­лучия людей, живущих с ними рядом — в одном доме, одном городе, одной стране. ■

УРОК-ПУТЕШЕСТВИЕДЛЯ ВОСЬМИКЛАССНИКОВ

Урок в 8-м классе по теме «С войст ва к и с л о т , о с н о в а н и й , о к с и д о в , солей» провожу в форме путешествия. В качестве эпиграфа к нем}7 беру слова английского физикохими- ка П. Эткинса: «Химия связывает знакомое с основными законами природы».

В начале урока сообщаю школьникам о предстоящем путешествии по материку Неорганическая химия, на котором находят-

ПОПРОБУЙТЕ ТАК

ся четыре государства: Оксиды, Основания, Кислоты, Соли. Во время путешествия уча­щиеся будут общаться со своими старыми приятелями, вспоминать их язык, обычаи, нравы, взаимоотношения друг с другом. В странствии им будут необходимы путево­дители (учебник и другая литература), об­разцы некоторых знакомых веществ, а также хорошее настроение.

Всех учащихся необходимо разделить на четыре группы. Сначала первая группа от­правляется в страну оксидов, вторая — кислот,

3 7

іретья — оснований, четвёртая - солей. На каждую парту выдаю карточку-тренажёр (см. таблицу). Учащиеся выполняют задание 1.

Группа 1 Группа 2 Группа 3 Группа 4СаО HN03 NaCI Pb<OH)2Fe(OH)3 Na20 Mg(0H)2 HFZn(N03)2 Cr(OH)3 BaO C02H2S03 H2S Fe(OH)2 U20PbO LiOH h3po4 H2S04Ay3po4 P2O5 KOH Cu(N03)2NaOH ZnO HBr MgO

0 0 to BaCI2 S02 AgC!HCI H2SiOa CuO Ca(OH)2K2S04 CuS04 AgBr Na3P04

Задание 1. Выберите из соответствующе­го столбца таблицы формулы представителей своей страны, обоснуйте свой выбор. Опреде­лите, на какие этнографические труппы де­лятся все жители страны.

После знакомства с населением стран предлагаю восьмиклассникам всиомпить обычаи и нравы коренных жителей (абори­генов). Каждой группе выдаю паспорт (фор­мулу) одного представителя данной страны (FeCl3, КОН, S0 2, Н3РО4), на доске записываю список жителей материка. Группы должны выбрать, с кем будут общаться указанные граждане.

Задание 2 . Выберите формулы веществ, с которыми реагируют предложенные: AgN0 3, Н20 . HCI, Zn. NaOH, СаО, СиСЬ, Р20 5. Напиши­те уравнения реакций.

Подтвердить или опровергнуть предпо­ложения учащихся помогут встречи отдель­ных жителей разных стран, т. е, проведение

(Продолжение. Н ичт о на с. 20.)

8 . Сумма коэффициентов в полном ион­ном уравнении реакции между сульфатом алюминия и хлоридом бария равна____ .

9 . ГАЗ ВЫДЕЛЯЕТСЯ ПРИ ДОБАВЛЕНИИ К РАСТ­ВОРУ КАРБОНАТА НАТРИЯ РАСТВОРА

а) КС1 б) NaOH в) НС1 г) СиВг,

эксперимента. Напомнив правила безопас­ности (скоро практическая работа), демон­стрирую опыт «Гашение извести». Это экзо­термическая реакция, протекает с выделени­ем большого количества теплоты, которой достаточно, чтобы сварить яйцо вкрутую. Со­общаю. что гашёная известь используется в строительстве, для скрепления цементного раствора, побелки.

Затем демонстрирую образование осадка при взаимодействии раствора нитрата сере­бра с соляной кислотой. Уравнения обеих реакций учащиеся записывают сами.

? Особенности жителей каких стран по­казывают эти реакции?

Подводя школьников к следующему зада­нию, сообщаю им, что произошло чрезвычай­но е происшествие: потерялись жители. Уча­щиеся должны помочь им определить своё гражданство.

Задание 3. По названию вещества (мра­мор, кремнезём, поваренная соль, каустиче­ская сода) определите формулу вещества, страну его проживания и практический вклад в народное хозяйство.

Для выполнения этого задания учащиеся могут использовать различные пособия.

/1. П. БеляеваСШ № 1, г. Верхний Уфалей, Челябинская обл.

ЧЕМ ЗАНЯТЬ УЧЕНИКА10. Какие нерастворимые соли можно по­

лучить. смешивая попарно растворы фосфата калия, хлорида натрия, сульфата меди(II), нитрата серебра, карбоната натрия? Напиши­те молекулярные и ионные уравнения соот­ветствующих реакций.

(Окончание на с. 79)

Путешествие по материку Неорганическая химия подошло к концу. Подводя для себя итоги урока, каждый будет приятно удивлён тем, как много он знает об этом удивительном материке и его обитателях — «знакомых не­знакомцах». ■

3 8

С. И. АбрамоваЛихославльская CLU № 2, Тверская обл.

П Е Р В Ы Й У Р О К х и м и ив 8 - м к л а с с е

Х очу поделиться опытом проведения пер­вого для учащихся урока химии. Этот

урок важен для формирования устойчивой мотивации изучения предмета.

З а д а ч и у р о к а : познакомить учащихся с предметом химии; дать представлениео химии как о точной науке; показать её взаимосвязь с другими науками; познако­мить с достижениями современной науки; представить галерею биографий великих хи­миков; воспитывать любовь к своему Оте­честву. гордость за достижения и успехи в об­ласти науки, бережное отношение к своему?' здоровью.

О б о р у д о в а н и е . Д л я у ч а щ и х с я ', штатив с двумя пробирками, в которых находятся растворы (на каждом столе разные) иодида калия и нитрата свинца (И), гидроксида калия и сульфата меди(II), гидроксида натрия и хло­рида железа(III), сульфата натрия и хлорида бария, лакмуса и серной кислоты, гидроксида натрия и фенолфталеина, уксусной кислоты и карбоната натрия и т. д.

Д ля учит еля: колбы разной вместимости, коническая колба, фарфоровая чашка, лист бумаги, платок, тигельные щипцы, спички, лучинка; поваренная соль, сахар, крахмал, мука, кусочки льда, вата, речной песок, дре­весные опилки, парафин, медный купорос, железные опилки, медная стружка, красный фосфор, сера, дихромат аммония, вода, спирт этиловый, бензин, растворы нашатырного спирта, уксусной кислоты, концентрирован­ные раствор аммиака и соляная кислота.

Ход у р о к и

После решения организационных про­блем и знакомства с учащимися предлагаю им несколько вопросов с целью актуализации знаний.

? Какие ассоциации вызывает у вас слово «химия»?

? К какой группе наук относится химия?? Вы уже знаете, что означают слова «гео­

графия», «геометрия», «биология». А что озна­чает слово «химия»?

Затем демонстрирую модуль «История раз­вития химии» (mmlab.chemistry.0 0 2 i.oms). в котором даны версии толкования слова «химия» (из коллекции модулей ОМС RNMC. которую можно найти по адресу http://www. shkoIa.edu.ru), и знакомлю учащихся с разны­ми точками зрения на происховдение слова «химия»:

а) кеме (др.-египетск.) — «чёрная земля». Древнее название Египта, где зародилась наука химия;

б) кеме (др.-египетск.) — «чёрная наука». Алхимия как тёмная, дьявольская наука (срав­нить с чернокнижием — колдовством, осно­ванным на действии нечистой силы);

в) хю м а (др.-греч.) — литьё металлов (гла­гол хео — лью). Того же корня и греческоеХЮМОС — СОК;

г) ки м (др.-китайск.) — «золото». Тогда хи­мию можно толковать как «златоделие».

В качестве разминки провожу викторину «Сложная ли наука химия?». Предлагаю вопро­сы из различных тем курса химии 8 ,9 и 1 0 -го классов. Школьники дают ответы по желанию. После каждого ответа сообщаю, к какой теме относится вопрос.

Вопросы викторины

? Почему мы дуем на спичку, когда хотим её потушить?

? Почему горящий бензин нельзя тушить водой?

3 9

? Что теплее: три рубашки или рубашка тройной толщины?

? В каком море нельзя утонуть? Почему?? Что тяжелее: 1 кг железа или 1 кг ваты?? Из 1 г какого металла можно вытянуть

проволоку длиной 2 ,5 км?? Можно ли заполнить воздухом только

половину баллона?? Что означает выражение «как е гуся

вода»?? Соединения какого металла придают

планете Марс красный оттенок?? Три одинаковые горящие свечи одновре­

менно накрыли тремя банками вместимостью0 ,4 ; 0,6 и 1 л. Что после этого произойдёт?

Число вопросов зависит от того, насколь­ко быстро учащиеся отвечают на них, но в любом случае необходимо сказать восьми­классникам, чю их новые знания будут осно­вываться на уже имеющихся, полученных на других уроках, а с трудными вопросами по­может разобраться учитель. За правильный ответ ученики получают на память таблицу растворимости или Периодическую систему химических элементов Д. И. Менделеева не­больших размеров.

После викторины провожу- игру.

Угадайте веществоХимию невозможно изучать без проведе­

ния опытов. Конечно, вам и самим хочется похимичить! А знаете ли вы вещества? Може­те ли отличить их друт от друга? Сейчас про­верим...

На демонстрационном столе стоят три лотка с веществами. В первом только бес­цветные прозрачные жидкости в химических стаканах: вода, раствор нашатырного спирта, раствор уксусной кислоты, спирт этиловый, бензин. Во втором твёрдые вещества белого цвета: поваренная соль, сахар, крахмал, мука, кусочки льда, вата. В третьем разноцветные твёрдые вещества: речной песок, древесные опилки, парафин, медный купорос, железные опилки, медная стружка, красный фосфор, сера. В качестве экспериментаторов выбира­ем трёх добровольцев, которые и пробуют

определить предложенные вещества, обяза­тельно поясняя свои действия (необходимо ознакомить учащихся с правилами безопас­ности при выполнении эксперимента).

Далее демонстрирую модуль «Алхимиче­ская лаборатория» (mmlab.chemis try. 00 Зі-oms), который даёт представление о жизни и рабо­те алхимиков, а затем рассказываю интерес­ные факты из жизни учёных-химиков, пока­зывая их портреты. Можно включить в урок заранее подготовленные с помощью членов ученического научного общества или хими­ческого кружка инсценировки.

Кухарка Берцелиуса. Жители небольшо­го городка, в котором жил и работал знаме­нитый шведский учёный Й. Я. Берцелиус, спросили однажды его кухарку, чем, соб­ственно, занимается её хозяин. «Не могу ска­зать в точности, — ответила она. — Он берёт большую колбу с какой-то жидкостью, вы­ливает из неё в маленькую, встряхивает, вы­ливает в ещё меньшую, опять встряхивает и выливает в совсем маленькую...» — «А по­том?» — «А потом выливает всё вон!»

Рассказ сопровождаю демонстрацией опы­та. Беру 4 колбы разных размеров. В большую колбу сначала наливаю бесцветный раствор щёлочи, меньшую по размеру колбу заранее смачиваю раствором фенолфталеина. Раствор щёлочи выливаю в колбу с фенолфталеином, он окрашивается в малиновый цвет. В третью колбу ещё меньших размеров заранее нали­ваю немного соляной кислоты более концен­трированной, чем раствор щёлочи. Туда вы­ливаю окрашенный раствор щёлочи. Проис­ходит обесцвечивание раствора. А когда всю смесь выливаю в совсем маленькую колбу, в которой находится немного концентриро­ванного раствора щёлочи, раствор снова при­обретает малиновый цвет.

Чемоданных дел мастер. Д. И. Менделеев любил в свободное время переплетать книги, клеить рамки для портретов, изготовлять че­моданы. Материалы для этих работ он обыч­но покупал в Гостином дворе. Однажды, вы­бирая нужный товар, он услышал за спиной: «Кто этот почтенный господин?» «Таких лю-

4 0

лей знать надо, — с уважением в голосе от­ветил приказчик. — Это чемоданных дел ма­стер Менделеев!»

Добрый знакомый. Однажды к Роберту Бунзену пришёл коллега. Они проговорили часа полтора. И гость уже собрался уходить, как вдруг Бунзен сказал: «Вы себс предста­вить не можете, до чего слаба моя память. Ведь, когда я Вас увидел, то подумал было, что Вы — Кекуле!» Посетитель в изумлении посмотрел на него и воскликнул: «Но я и есть Кекуле!»

Воры в библиотеке. Однажды в кабинет академика H. Н. Бекетова вбежал взволнован­ный слуга: «Николай Николаевич! В Вашей библиотеке — воры!» Учёный, не сразу ото­рвавшись от расчётов, спокойно спросил: «И что же они там читают?»

Корпорация мясников. Сванте Аррениус очень рано начал полнеть. Он рассказывал такую историю, связанную с его избыточным весом. Как-то учёные собрались в одном из отелей Берлина на очередной диспут. Арре­ниус оставил пальто в гардеробе и открыл было дверь, чтобы присоединиться к колле­гам, но гардеробщик остановил его словами: «Вы идёте не туда, сударь, корпорация мясни­ков заседает рядом!»

На работе. Американский физик Роберт Вуд начинал свою карьеру служителем в ла­боратории. Однажды его шеф зашёл в поме­щение, ттаполненное грохотом и лязгом обо­рудования, и застал там Р. Вуда, увлечённого чтением уголовного романа. Возмущению шефа не было предела. «Мистер Вуд! — вскри­чал он, распаляясь от гнева. - Вы... Вы по­зволяете себе читать детектив?!» «Ради бога, простите. — смутился Вуд. — Но при гаком шуме поэзия просто не воспринимается!»

Богатырские забавы. Применялось ли рукоприкладство в университетах России? Грубых насилий не было, но подзатыльника­ми преподаватели, хотя и редко, пользова­лись. Известный академик H. Н. Зинин не только бранил нерадивых студентов, но и по­колачивал их. Никто на это не обижался, так как разрешалось дать сдачи академику. Но

охотников на ответные меры не было. Зинин обладал большой физической силой и мог так сжать противника в объятиях, что тот долго ис пришел бы в себя.

После этого предлагаю восьмиклассникам осуществить некоторые химические «чудеса» своими рутами. На столах учащихся штативы с двумя пробирками. Их задача — прилить содержимое пробирок друг к друту (необхо­димо ознакомить учащихся с правилами безопасности при выполнении эксперимен­та). Растворы подобраны таким образом, что в каждом случае либо выпадают осадки раз­личного цвета, либо выделяется газ, либо из­меняется цвет.

Далее демонстрирую цифровой образова­тельный ресурс «Работа в лаборатории» (ви­деофрагмент; ЗАО «Просвещение-Медиа»).

После этого провожу игру «Что в чёрном ящике?». Класс делится на команды по 4 че­ловека. Задание командам: по описанию осо­бенностей свойств, истории открытия, зна­комых областей применения надо угадать,о каком веществе идёт речь. Угадав вещество с первой попытки, команда получает 5 бал­лов, со второй — 4 балла и т. д. По итогам 2 -3 туров определяется команда-победитель­ница, которая получает сладкий приз или любой другой. Команды дают ответы в пись­менном виде, чтобы их соперники могли продолжить игру. Если команда дала непра­вильный ответ, она имеет право продолжить игру, но её результат уменьшается на 1 балл. В конце каждого тура обязательно надо со­общить учащимся правильный ответ. Для учёта баллов можно выбрать помощника из числа восьмиклассников.

Приведу7 примеры заданий.

Первое вещество

1. Это вещество в старину называли вла­стителем жизни и смерти. Его приносили в жертву богам, а иногда поклонялись ему, как божеству. (5 баллов.)

2. Оно служило мерилом богатства, могу­щества, стойкости, власти, считалось храни­телем молодости и красоты. (4 балла.)

41

3 . По поверьям, оно обладает способно­стью помогать человеку во всех его делах, спасать от бед и напастей. (3 балла, i

4 . «Из воды родится, а воды боится». (2 балла.)

5. Широко применяется в кулинарии, ко­жевенном деле, текстильной промышленно­сти и т. д. ( 1 балл.)

О тв е т : поваренная соль.

Второе вещество

1. Древние египтяне называли его «вааепе- ре», что означает «родившееся на небе». (5 баллов.)

2. Древние копты называли его «камнем неба». (4 балла.)

3. Изделия из него ценились дороже золо­та. Только очень богатые люди могли иметь изготовленные из него кольца и броши. (3 балла.)

4 . Алхимики считали его настолько не­благородным металлом, что и заниматься им не стоит. ( 2 балла.)

5- По его имени назван век. Это очень мяг­кий металл. ( 1 балл.)

О тв е т : железо.

Предлагаю учащимся интересную инфор­мацию из рубрики «Знаете ли вы, что...» (де­монстрирую цифровой образовательный ресурс «Что такое химия»; ЗАО «Просвещение- Медиа»), а потом рассказываю о значении современной химии. Сведения об интересных открытиях в области химии и смежных наук можно дать в форме устного журнала, сопро­вождая их компьютерной презентацией, слай­ды которой иллюстрированы фотографиями. Материалы можно найти в Интернете, журна­лах «Природа», «Наука и жизнь».

Завершаю урок занимательными демон­страционными опытами «Дым без огня», «Не­сгораемый платок» и «Вулкан на столе».

В качестве выводов по уроку можно про­демонстрировать ЦОР «Важность химии» (ЗАО «Просвещение-Медиа»). ■

ЛИТЕРАТУРААлексинский В. Н. Занимательные опыты по хи­

мии. — М.: Просвещение, 1995.Смирнова Л. М., Жуков П. А. «Я знаю, какой элемент

вы задумали...» / / Химия в школе. — 1998. - № 3 . - С. 86.

Вольеров Г. Б. Улыбка для учителя / / Химия в шко­ле. - 1991. —№ 1. - С. 60; №2. - С . 47; № 4. - С. 62; № 5. - С. 59.

Кожанова Э. А. Как я провожу урок-игру / / Химия в школе. — 1995. — № 6. — С. 21.

Д. В. ЮмашеваСШ № 3, г. Когалым, Ханты-Мансийский АО — Югра

Р О Л Е В А Я И Г Р А ,

В курсе химии изучают многие вещества, без которых была бы невозможна жизне­

деятельность человеческого организма. К та­ким веществам относятся аминокислоты.

Предлагаю разработку урока по теме «Ами­нокислот ы » в форме ролевой игры с исполь-

и л и С н о в а н е з а м е н и м ы е

Единственный путь, ведущий к знанию, — это деятельность.

Бернард Шоу

зованием мультимедийной презентации. На этом уроке я использую объяснительно­иллюстративные, проблемные, исследова­тельские методы, а также метод опережающе­го обучения. Для проведения лабораторных опытов применяю полумикрометод, что даёт

4 2

экономию не только реактивов, горючего, воды, электричества, но и времени урока. При этом можно гарантировать безопасность опы­тов и простоту их выполнения. Важно и то, что. индивидуально выполняя опыты, уча­щиеся меньше утомляются, и урок проходит более организованно. Применение полуми- крометода в определённой мере решает и эко­логические проблемы, связанные с утилиза­цией отходов.

Учащиеся заранее готовят презентацию фирмы «Химикон», в состав которой входят несколько отделов. Предварительно группа учеников проводит исследовательский экс­перимент. На уроке выступают представители отделов фирмы «Химикон». Далее приведу названия отделов и примерное содержание выступлений учащихся.

Исторический отдел

В 1745 г. итальянский учёный Я. Б. Бекка- ри опубликовал отчёт о работе, выполненной ещё в 1728 г., когда исследователь выделил из пшеничной муки вязкую массу7, которую на­звал клейковиной. Она свёртывалась при на­гревании, при высушивании получалась ро­говидная масса, ири сгорании ощущался за­пах палёной шерсти и выделялся аммиак, в чём проявлялось сходство с веществами животной природы. К жидкостям животного организма французский физиолог Ф. Кене в 1747 г. применил термин «белковые», так как они по своим свойствам напоминали яич­ный белок. Итак. Я. Б. Беккари обнаружил белок растительного происхождения.

Первой открытой аминокислотой был, видимо, аспарагин, выделенный Л. Н. Вокле- ном из сока спаржи в 1805 г. В это же время Ж. Л. Пруст получил лейцин при разложении сыра и творога. В 1820 г. французский химик л. Бракоино подверг белки гидролизу, дей­ствуя раствором серной кислоты на кожу и друтие ткани животных, затем нейтрализо­вал смесь и нагрел фильтрат. Он обнаружь! кристаллы неизвестного вещества, которое назвал гликоколлом («клеевым сахаром»). Им оказалась аминокислота глицин, чью струк­

турную формулу установили в 1846 г. В ре­зультате многочисленных исследований ста­ло ясно, что белки растительного, животного и микробного происхождеішя построены из определённого количества аминокислот. К 1902 г. было известно 17 аминокислот, вхо­дящих в состав белков.

Отдел кадров

^•шнокислотами называют органические соединения, молекулы которых содержат ами­ногруппу —NH2 и карбоксильную группу —СООН, связанные с углеводородным ради­калом. Их можно рассматривать как производ­ные карбоновых кислот, в которых один или несколько атомов водорода замещены на аминогруппы.

Простейший представитель этого клас­са — аминоэтановая, или аминоуксусная, кис­лота H2N-CH 2-COOH.

Общая форхмула аминокислот:

H2N-CH-COOH.IR

Учащ иеся демонст рирую т созданный им и слайд с ф орм улам и и т ривиальны м и н азва ­ниям и двадцат и а м и т т с л о т , участ вую щ их в биосинт езе белков в ж и в ы х организмах.

Проектный отдел

Рассмотрим изомерию и номенклатуру аминокислот на примере аминокислоты со­става C4H9NO2:

4 3 2 1

СН -С Н 2—СН—СООН;

n h 22-амииобу'гановая кислота

СН,3 2І 1СН3-С-СО О Н .* I

n ii2

2-амино*2-мегилпропановая кислота

Это структурные изомеры — изомеры угле­родного скелета.

4 3

Характерен для аминокислот и другой вид структурной изомерии — изомерия положе­ния функциональной группы:

СН3-С Н 2-СН -СО ОН :Iт 2

2-аминобутановая кислота

с н 5- с н - с н 2- с о о н .5 I

n h 2

3-аминобугановая кислота

Употребляют также названия аминокис­лот, в которых вместо цифр, указывающих местоположение аминогруппы, стоят буквы греческого алфавита: а, (3, у и т. д.:

СН3-С Н 2-СН~СООН.

т 2а-аминобутановая кислота

Химический завод

Эксперимент «Определение концентрации свободных аминокислот в пищевом продукте»* группа учащихся проводила за неделю до урока. Ими была сделана видеозапись опытов. Учащиеся исследовали коровье молоко на наличие в нём аминокислот. Они проследили изменение концентрации аминокислот с те­чением времени, повторяя эксперимент по три раза через день. В результате исследова­ния учащиеся пришли к следующим выводам о пищевой ценности молока и молочнокис­лых продуктов:

1. В процессе хранения количество ами­нокислот в молоке увеличивается (протекает гидролиз белков), следовательно, в молочно­кислых продуктах (простокваше) концентра­ция аминокислот больше, чем в молоке.

2 . Для здоровья человека молочнокислые продукты полезнее молока.

* Эксперимент проводили, используя методику', опи­санную в сгатье: Северюхина Т. В., Сенпгемов И. В. Иссле­дование пищевых ироду ктов//Химия в школе. - 2000. — № 5. - С. 73.

Кроме гидролиза белков известен и другой способ получения аминокислот — синтез из карбоновых кислот. Атом водорода в углево­дородном радикале можно заместить на га­логен:

С Н ,-С О О Н *С 12- ^ = « .— c i - c H j - c o o h + н е ] .

А затем, действуя аммиаком, получить ами­нокислоту:

С 1 - С Н 2- С О О Н + N H 3 —

— N I I 2- C H 2- C O O H + H C L

Химическая лаборатория

По своихм физическим свойствам амино­кислоты — бесцветные кристаллические ве­щества, хорошо растворимые в воде. Многие из них обладают сладким вкусом.

Химические свойства аминокислот o6v-4словлены присутствием в молекулах функ­циональных групп разного характера.

Аминогруппа определяет основные свой­ства аминокислот, так как способна присое­динять катион водорода по донорно-акцептор- ному механизму за счёт неподелённой элек­тронной пары атома азота.

И спользуя ка р т о ч к и с заданиям и, у ч а щ и е ­ся вы п ол н яю т л а б о р а т о р н у ю раб от у, п р е д ­варит ельно уч и т е л ь про во д и т и н с т р у к т а ж п о п р а ви л а м безопасност и.

О п ы т 1. В з а и м о д е й с т в и е а м и н о у к с у с ­н о й ки с л о т ы с н е о р га н и ч е с ки м и ки с л о т а м и

На предметное стекло поместите 1 каплю соляной кислоты и 1 каплю метилоранжа. Затем по каплям прибавляйте раствор глици­на до изменения цвета реакционной смеси.

? Объясните, как и почему произошло изменение цвета раствора.

Учащийся записывает на доске уравнение реакции:

H 2N - C H 2- C O O H + Н С 1 —

— [ H 3N - C H 2- C O O H ] +C1 " .

Карбоксильная группа определяет кислот­ные свойства этих соединений, т. е. взаимо­действие со щелочами.

О и ы г 2. В з а и м о д е й с т в и е а м и н о у к с у с ­н о й к и с л о т ы с о щ е л о ч а м и

На предметное стекло поместите 1 каплю раствора гидроксида натрия и 1 каплю фе­нолфталеина. Затем по каплям прибавляйте раствор глицина до обесцвечивания реакци­онной смеси.

? Объясните, почему произошло обесцве­чивание раствора.

H2N -C H 2-COOH + NaOH —— H2N—СН2—COONa + H ,0 .

? Как называют вещества, которые взаи­модействуют и с кислотами, и с основаниями? (Амфотерные.)

Важно отметить, что в молекуле аминокис­лоты аминогруппа вступает во взаимодей­ствие с карбоксильной группой, входящей в состав этой же молекулы, образуя внутрен­нюю соль.

О п ы т 3 . И с п ы т а н и е р а с т в о р а а м и н о ­

к и с л о т ы и н д и к а т о р о м

На предметное стекло поместите 2 - 3 кап­ли раствора глицина и добавьте 1 кайлю ме­тилоранжа. Что наблюдаете?

H2N -C H 2-COOH ^ H3N *-СН2-СО О .

Отдел охраны здоровья

Организм человека может синтезировать примерно половину нужных аминокислот, но некоторые ему необходимо получать с пи­щей, поэтому их называют незаменимыми (табл. 1). Незаменимой аминокислотой явля­ется и аргинин, но лишь в период интенсив­ного роста организма. У взрослого здорового

человека аргинин вырабатывается организ­мом в достаточном количестве. В то же время у детей и подростков, а также у пожилых лю­дей выработка аргинина часто или незначи­тельна, или отсутствует.

По характеру обмена веществ человек бли­зок к животным, их мясо может аіужить ис­точником всех незаменимых аминокислот (табл. 2). Можно компенсировать недостаток определённых аминокислот, употребляя раз­нообразную пищу, в том числе растительного происхождения, но надо принять во внима­ние, что зерновые культуры обычно не со­держат лизин.

Т а б л и ц а 2

Источник белкаСодержание аминокислот,

% от сухой массы белкалейцина изолейцина валина

Пшеничная мука 7 4 4Соевая мука 8 5 5Рыбная мука 8 5 5Г овядина 8 6 6Коровье молоко 11 8 7

Аминокислоты в организме не только ис­полняют роль строительных блоков для бел­ков, но и могут участвовать в других процес­сах. Например, глицин и глутаминовая кис­лота — передатчики нервного импульса (их называют нейромедиаторами).

Давно замечено, что добавление приправы из сушёных водорослей усиливает вкус и аро­мат пищи. В 1909 г. японский учёный К. Ике- да выяснил, что причина такого воздействия приправы — в содержании глутаминовой кис­лоты и её солей. Теперь в качестве пищевых добавок используют глутамииовуто кислоту (Е62 9 ), глутамииат натрия (Е6 2 1 , его часто называют глютаматом натрия) и глутаминаты других металлов (Е6 2 2 - 625 ). Ссылки на эти вещества легко найти, например, на баночке мясного паштета. Дчя тех же целей применя­ют глицин (Е640) и лейцин (Еб4 1 ).

Аптека

Аминокислоты и их производные исполь­зуют в качестве лекарственных средств в ме­дицине.

Т а б л и ц а 1

Названиеаминокислоты

Потребность в аминокислоте, мг на кг массы тела

Изолейцин 10Лейцин 14Лизин 12Метионин 13Фенилаланин 14Треонин 7Триптофан 4Валин 10

4 5

• В аптеке можно купить глицин в таблет­ках. Этот препарат оказывает укрепляющее действие на организм и стимулирует работу мозга: уменьшает напряжение, конфликт­ность, улучшает настроение, повышает ум­ственную работоспособность.

• Тауф он (глазные капли) — серосодер­жащая аминокислота. Препарат способствует нормализации функций клеточных мембран, стимулирует процессы при заболеваниях тка­ней глаза. Применяют его и при травмах ро­говицы.

• М ет ионин — незаменимая аминокисло­та. Применяют при лечении печени, для про­филактики её токсического поражения.

• Гл ю т а м и н о в а я ки сло т а заменимая аминокислота, её применяют при лечении эпилепсии, депрессии, истощения, задержки психического развития.

Д алее у ч а щ и е с я вы п о л н я ю т с а м о с т о я ­тельную работ у.

Самостоятельная работа

1. Назовите вещество:

СН;-СН-СН,-СН>-СООН.* I ~n h 2

2. Составьте струтсгурную формулу р-амиио- масляной кислоты.

3 . С каким из перечисленных веществ не реагирует аминоуксусная кислота:

a) Na; б) HN03; в) СН4; г) LiOH?4 . Как называется способность веществ

проявлять кислотные и основные свойства?5. Определите структурную формулу веще­

ства X:

СН}-СН2-СООН

— х c h s- c:h ( n h 2) - c o o h .

Ответы

1. 4 -Аминопентановая кислота, 4 -амино- валериановая кислота или ү-аминопентановая кислота, ү-аминовалериановая кислота.

2. СНз-СИ-СН-СООН.5 I

n h 2

3. В.

4 . Аимфотерность.5. СН3-СН(С1)-СООН.

Критерии оценки выполнения заданий:нет ошибок — «5 », одна ошибка — «4 », две ошибки — «3 », более двух ошибок — вам сто­ит постараться, «2 ».

Затем учитсть оценивает ответы учащихся и предлагает им домашнее задание. ■

ГОТОВИМ УЧАЩИХСЯ К ЕДИНОМУ ГОСУДАРСТВЕННОМУ ЭКЗАМЕНУ

А. Г. Малинг. Рассказово, Р а ссказовски й р -н , Там бовская обл.

П Р И М Е Р Ы З А Д А Н И Й Ч А С Т И С

П редлагаю пять заданий части С, состав- ответом можно получить 18 баллов, что со­ленных по аналогии с заданиями демо- ставляет 0,273 от общего максимального пер­

версии ЕГЭ 2010 г. Их можно использовать вичного балла, при подготовке выпускников школ к Единомугосударственному экзамену по химии. За вер- С1. Используя метод электронного балан-ное выполнение всех заданий со свободным са, составьте уравнение реакции:

4 6

Определите окислитель и восстановитель. (3 балла. )

С2. Даны вещества: красный фосфор, сера, нитрит калия, гидроксид калия и бертолетова соль.

Напишите четыре уравнения возможных реакций между этими веществами. (4 балла.)

СЗ. Напишите уравнения реакций, с по­мощью которых можно осуществить следую­щие превращения:

Ң £ = £ Ң С (активированный), / а 650 'С ^

H2S + K2Cr20 7 + ... — K2S04 + ... + ....

2 моль NaOH, /, p v HC1---------- - x3 —-

(5 баллов.)

C4 . Весь образовавшийся при сжигании0,448 л (н. у.) пропана газ пропускали через известковую воду, при этом выпал белый осадок карбоната кальция, который отфиль­тровали, а затем прилили к нему 2 1 , 2 0 мл 50 ,0 0%-ного раствора азотной кислоты (р = = 1 ,ЗЮ г/мл). Определите массовую долю азотной кислоты в полученном растворе. (4 балла.)

С5 . Массовая доля кислорода в предель­ном алифатическом альдегиде равна 2 2 .2 2 %. Установите молекулярную формулу альдеги­да. (2 балла.)

Решения

С1 . С одерж ание верного от вет а (д о п у с ка ­ю т ся ины е ф о р м ул и р о в ки от вет а, не и с к а ­ж а ю щ и е его смы сла).

Составлен электронный баланс:

3 S' 2 - 8е —4 2Сг+6 + бе- — 2Сг+3

Расставлены коэффициенты в уравнении реакции:

3H2S + 4 К2Сг20 7 + 13H2S0 4 == 4 K 2S 0 4 + 4 С г 2( 5 0 4) з + 1 б Н 20 .

Указано, что H2S является восстановите­лем (за счёт серы в степени окисления - 2 ),

а К2Сг20 7 — окислителем (за счёт хрома в сте­пени окисления +6).

С2. С одерж ание верного от вет а (д о п у с ка ­ю т ся ины е ф о р м ул и р о вки от вет а , не и с к а ­ж а ю щ и е его смысла).

Записаны четыре уравнения возможных реакций между указанными веществами:

1) 3KN0 2 + КС10 3 = КС1 + 3KN0 3;2) 2Р + 3S = P2S3;3) 2 КСЮ3 + 3S = 2КС1 + 3S0 2;4 ) 3S + 6КОН = 2K2S + K2S0 5 + 3H20 .Примечание. Дополнительно записанные (пра­

вильно или ошибочно) уравнения реакций не оцениваются.

СЗ. С одерж ание верного от вет а (д о п уска ­ю т ся ины е ф о р м ул и р о вки от вет а, не и с к а ­ж а ю щ и е его смысла) :

_С (активированный), t1) зноенXI

2) Q + Cl2 Q r + НС1;

3) ( П Т " 1 + 2NaOH^ . O N a

— Г JJ + NaCI + H20 ;

« d *ONa

+ HC1 C J T + NaCI;

OH5) L I) + CH3—С

.0

'Cl0 .

a 1

O' C -C H 3

+ HCL

C4 . С одерж ание верного от вет а (д о п у с ка ­ю т ся ины е ф ор м ул и ровки от вет а, не и с к а ­ж а ю щ и е его смы сла).

1 ) Записаны уравнения реакций:С5Н8 + 5 0 2 — ЗС0 2Т + 4 Н20 ;Са(ОН) 2 + С0 2 = СаС0 3і + Н20 ;СаС0 3 + 2HN0 3 = Ca(N0 3) 2 + Н20 + СО,Т.

2) Рассчитаны количества вещества реа­гентов и сделан вывод об избытке азотной кислоты:

4 7

»(ОД)- v<c«V,m

я(С3Н8) = 0 ,448 / 22,4 = 0,02 (моль).

я(С0 2) = Зм(С3Н8) = 0,06 моль.

п ( СаС0 3) = п ( С0 2) = 0,06 моль.

n(HN0 3) = 21 ,2 0 - 0 ,5 0 0 0 - 1,310 /63 == 0,2204 (моль) — в избытке.

3) Вычислены масса конечного раствора и количество иепрореагировавшей кислоты:

ю(р-ра) == w (СаС0 3) + w(p-pa HN0 3) ~ w(C0 2);

т ( р-ра) == 0,0 6 - 1 0 0 + 21 ,2 0 - 1,310 - 0 ,0 6 - 44 == 27,772 (г);

«(непрореагир. HN0 3) == «(HN0 3) - «(прореагир. HN0 3);

«(непрореагир. HN0 3) == 0,2204 - 0,12 = 0,1004 (моль).

4) Найдена массовая доля азотной кисло­ты в полученном растворе:

w(HN0 3) = 0,1004 • 63 / 27,772 = 0 ,228 , или 2 2 ,8%.

Примечание. В случае, когда в ответе содержит- - ся ошибка в вычислениях в одном из элементов . (первом, втором, третьем или четвёртом), которая привела к неверному ответу, оцеш<а за выполнение задания снижается только на 1 балл.

С5. С одержание верного от вет а (допуска ­ю т ся ины е ф орм улировки ответа, не и с ка ­ж а ю щ и е его смысла).

1) Записана общая формула альдегида и рассчитана его молярная масса:

Q H 2„ 0 ;

М(О) ;ю ( 0 ) =

М(С„Н2„0 )

М(СяН2вО) ’ 16 = 72 (г/моль).

0 ,2 2 2 2

2) Найдено число атомов углерода в моле­куле альдегида и установлена его молекуляр­ная формула:

М = 12« + 2 П + 16 = 14« + 16;14« + 16 = 72 ; П = 4 .Молекулярная формула альдегида С4Н80 . ■

Л. Ю. СыромятниковаС Ш № 9, Чита

Х И М И Я

Г Л А З А М И М А Т Е М А Т И К А

В процессе изучения химии необходимо решать расчётные задачи. В условиях со­

кращения числа часов на изучение предмета многие учителя сетуют на то, что не хватает времени на решение задач, а учащиеся, даже хорошо успевающие по математике, не по­нимают химические задачи. Выход из этой ситуации я вижу в привлечении учащихся к занятиям в рамках элективного курса «Хи­мия глазами математика». Предлагаю под­борку задач к одному из разделов данного курса, которые позволяют школьникам уви-

' деть, что многие химические задачи знакомы

им из курса математики и нужно лишь умело применять полученные на других уроках зна­ния. Для некоторых задач приведены реше­ния. для других — только ответы.

1. Сколько граммов воды надо добавить к 180 г сиропа, содержащего 25% сахара., что­бы получить сироп, концентрация которого равна 20% [1, № 7 3 0 (1)]? (О твет : 45 г.)

2 . Сколько граммов сахарного сиропа, кон­центрация которого 25%, надо добавить к 20 0 г воды, чтобы в полученном растворе содержа­ние сахара составляло 5% [1, № 7.30 (2)]?

4 8

Р е ш е н и еПустьх — масса 25%-ного сахарного сиро­

па, тогда масса сахара в нём состаатяет 0,25х Масса 5%-иого сахарного сиропа — 200 + л-, а масса сахара в нём - 0 ,05(200 + л-). Так как масса сахара не изменилась, можно составить уравнение:

0 .25х = 0 ,05(200 +лг).Решив его, получим: х = 50.О твет : 5 0 г.3 . Сколько граммов 75%-ного раствора

кислоты надо добавить к 30 г 15%-ного рас­твора кислоты, чтобы получить 5 0%-ный рас­твор кислоты [1 , № 7.31 ( 1 )]? (О т в e т: 42 г.)

4. Сколько граммов 15%-ного раствора надо добавить к 50 г 60%-ного раствора соли, чтобы получить А 0 %-ный раствор соли [1, № 7.31 (2)]? (О твет : 40 г.)

5 . В лаборатории имеется 2 кг раствора кислоты одной концентрации и б кг раствора этой же кислоты другой концентрации. Если растворы смешать, то получится раствор, кон­центрация которого составляет 36%. Если же смешать равные массы этих растворов, то получится раствор, содержащий 32% кислоты. Какова концентрация каждого из двух имею­щихся растворов [1, № 7.50 (1)]?

Р е ш е н и е

Пусть х — массовая доля кислоты (концен­трация) в растворе массой 2 кг, г у - раствора массой 6 кг, тогда масса кислоты в первом растворе — 2х , а во втором — 6у .

Масса полученного при их смешивании 36%-ного раствора равна 8 кг, масса кислоты в нём — 8 • 0 ,3 6 .

При смешивании растворов кислоты оди­наковой массы масса полученного 3 2 %-ного раствора составит 2т.

Составим и решим систему уравнений:

2х + ву - 8 • 0 ,36

х т + у т = 2т ■ 0,32

J 2х + 6у = 2,8 8

[а-+з> = 0,64

Отсюда л* = 0 ,24 , у = 0 ,4 0 .О тв ет : 24%, 4 0%.

6 . У хозяйки есть 5 кг сахарного сиропа одной концентрации и 7 кг сахарного сиро­па другой концентрации. Если эти сиропы смешать, то получится сироп, концентрация которого составляет 3 5 %, если же смешать равные массы этих сиропов, то получится раствор, содержащий 36% сахара. Какова кон­центрация каждого из двух имеющихся си­ропов [1, № 7.50 (2)]? (О твет : 42%, 30%.)

7 . При смешивании первого раствора кислоты, концентрация которого 2 0 %, и вто­рого раствора, концентрация которого 5 0 %, получили раствор, содержащий 3 0 % кислоты. В каком отношении были взяты первый и второй растворы [1, № 7.51 ( 1)]? (О твет : 2 : 1.)

8 . Имеются два сплава с разным содержа­нием меди: в первом содержится 70%, а во втором — 40% меди. В каком отношении надо взять первый и второй сплавы, чтобы полу­чить из них новый сплав, содержащий 50% меди [1, № 7.51 (2)]? (О твет : 1 : 2.)

9 . Имеется лом стали двух сортов с со­держанием 5 и 4 0 % никеля. Сколько тонн стали каждого сорта нужно взять, чтобы, сплавив их, получить 140 т стали, в которой содержится 3 0 % никеля 1 2 , № 1 1 4 2 J? (О т ­вет: 4 0 т, 10 0 т.)

10. В растворе содержится 40% соли. Если добавить 1 2 0 г соли, то в растворе будет со­держаться 70% соли. Сколько граммов соли было в растворе первоначально [3 , № 1 3 1 4 ]? (О твет : 48 г.)

11 . Сплав содержит 10 кг олова и 15 кг цинка. Каково процентное содержание олова и цинка в сплаве [4]? (О т в е т: 40%, 6 0%.)

12. Имеются два сплава, в одном из кото­рых содержится 40%, а в другом - 20% сере­бра. Сколько килограммов второго сплава нужно добавить к 20 кг первого, чтобы после сплавления получить сплав, содержащий 3 2 % серебра [5]? (О твет : 13,33 кг.)

Приведу также несколько простых задач из разных учебников математики для 5 6 -го классов.

4 9

13 . Сколько процентов соли содержит раствор, приготовленный из 3 5 г соли и 16 5 г воды?

14. Бронза является сплавом олова и меди. Сколько процентов сплава составляет медь в куске бронзы, состоящем из 6 кг олова и 34 кг меди?

15. Латунь — зто сплав меди и цинка, мас­сы которых относятся как 3 :2. Для изготовле­ния куска латуни трсбустся 120 г меди. Сколь­ко требуется цинка для изготовления этого куска латуни?

16. В сосуд налили 240 г воды и положили 10 г соли. Найти процентное содержание со­ли в растворе. Через некоторое время 50 г воды испарилось. Какое теперь стало про­центное содержание соли в растворе?

17 . Из 225 кг руды получили 34,2 кг ме­ди. Каково процентное содержание меди в руде?

18. Бронза - это сплав 90% меди и 10% олова. Сколько килограммов меди и сколько килограммов олова надо взять, чтобы полу­чилось 83 кг бронзы?

19 . Латунь - это сплав 60% меди и 4 0 % цинка. Сколько меди и сколько цинка надо взять, чтобы получить 42 кг латуни?

20 . Для изготовления подшипников ис­пользуется сплав меди и свинца, содержащий 32% свинца. Сколько свинца и сколько меди надо взять, чтобы получить 56 кг сплава?

21 . Морская вода содержит 5% соли по массе. Сколько пресной воды нужно добавить к 30 кг морской воды, чтобы концентрация соли составляла 1 .5 %?

22. Из 40 т железной руды выплавляют 20 т стали, содержащей 6 % примесей. Каков про­цент примесей в руде? ■

ЛИТЕРАТУРА1. Кузнецова Jl. В., Суворова С. Б., Бунимович Е.А.

и др. Алгебра: Сборник заданий для подготовки к итого­вой аттестации в 9 кл. — М.: Просвещение, 2007.

2. Мордкович А.Г., Мишустина Т.Н., Тульчин- ская Е.Е. Алгебра. 7 класс. — М.: Дрофа, 2001.

3. Виленкин Н.Я., Жохов В. И. Математика. 6 класс. — М.: Мнемозина, 2008.

4. Алгебра. 9 класс / Под ред. С.А. Теляковского. — М.: Просвещение, 2001.

5. Алгебра и начала анализа. 10-11 классы / Под ред. А.Н. Колмогорова. — М.: Просвещение, 2003.

ИССЛЕДОВАНИЯ, ОТКРЫТИЯ, ПРОГНОЗЫ

Модель геодинамо

Впервые в лабораторных условиях гео­физики воспроизвели магнитное поле, ана­логичное земному. Эта модель позволяет про­верить гипотезу геодииамо, которая объясня­ет существование магнитного поля Земли.

Геодинамо имеет своим источником кон­вективные течения, существующие на глуби­не от 2900 до 5100 км. Они и приводят в движение расплавленные железо и никель внешнего ядра Земли. Эти движения жидкого металла генерируют электрические токи, ко­торые, в свою очередь, индуцируют магнит­ное ноле.

Поскольку расчёты по численным моде­лям этого явления дают самую общую его картину, возникла идея воссоздать магнитное поле малого масштаба в лаборатории. Посте

1 0 лет безуспешных попыток специалистам Национального центра научных исследова­ний и других научных учреждений Франции удалось воспроизвести эффект динамо в ём­кости, заполненной жидким натрием, кото­рый приводится в движение двумя моторами, вращающимися в перпендикулярных направ­лениях.

Специалисты отметили, что фигура воз­никающего магнитного ноля могла меняться случайным образом, очень сходным с тем, что происходит с нолем Земли. Это первое на­блюдение эффекта динамо может приблизить специалистов к пониманию генезиса магнит­ного поля Земли.

Science et Vie. - 2007. — № 1076. — P. 42( Франция).

Природа. — 2008. — № 3. — С. 52

5 0

КО

НС

УЛ

ЬТ

АЦ

ИЯ

Профессор А. Б. НикольскийУниверситет, С.-Петербург С. В. ТелешовСШ № 17, С.-Петербург

У Ч Е Н И Е

О Х И М И Ч Е С К О Й С В Я З Ив ш к о л ь н о м к у р с е

В связи с введением в действие Государственного образо­вательного стандарта основного общего образования и

образовательного стандарта среднего (полного) общего об­разования по химии некоторые вопросы, касающиеся содер­жания этого учебного предмета, вновь обратили на себя внимание методистов. Один из таких вопросов — природа химической связи.

В соответствии с названными образовательными стандар­тами подлежит изучению следующий материал: молекулы и химическая связь. Классификация видов химической связи. Ковалентная связь и её разновидности, механизмы образова­ния. Комплексные соединения. Электроотрицательность. Степень окисления и валентность. Гибридизация орбиталей в молекуле. Геомегрия молекул. Полярность молекул. Ионная связь как предельный случай полярной ковалентной связи. Катионы и анионы. Металлическая связь. Внутримолекуляр­ные и межмолекулярные водородные связи. Вандерваальсовы взаимодействия. Единая природа химических связей. Веще­ства молекулярного и немолекулярного строения. Современ­ные представления о строении твёрдых, жидких и газообраз­ных веществ.

Учащийся должен освоить обширный и достаточно слож­ный материал. Что же и как сообщать школьникам в массе? Что считать критерием (критериями) для определения вида химической связи? Авторы настоящей статьи - преподавате­ли, университетский и школьный, — обнаружили, что в раз­личных школьных учебниках и пособиях по химии вопрос о природе химической связи излагается настолько по-разному7, что свести всё воедино становится весьма затруднительно. Мы хотим обратить внимание читателей на противоречия в мате­риалах, предлагаемых школьнику и изложить свою точку зрения на то, что действительно важно знать учащемуся о хи­мической связи.

51

До появления «Основ химии • Д. И. Менде­леева и открытия им периодическою закона химических элементов ( 18 6 9 ) первые школь­ные учебники по химии включали в себя об­зор практически полного массива химиче­ских знаний, известных научному сообществу иа момент их создания [1, 2 . 3]. Шло время, развивалась и усложнялась химическая наука, совершенствовалась и система школьного образования, в том числе методика обучения химии, основой которой стал периодический закон.

В 20 - 4 0 -х гг. XX в. получение среднего образования стало массовым явлением. Зна­чительно возросли и тиражи учебников. К этому же времени относится становление электронной теории химической связи в ми­ровой науке и определение различных видов связи [4 , 5]. Вот как это отражено, например, в школьном учебнике В. Н. Верховского ( 1947): «Возможны несколько видов химиче­ской связи между атомами. Первый вид — так называемая ковалентная связь, когда электро­ны у двух или нескольких атомов делаются общими. Примерами могут служить молекулы Н2, V2, NH3, СН4, SiCl4. Второй вид химической связи — ионная связь. Это связь между атома­ми, либо потерявшими электроны, либо по­лучившими лишние электроны. Противопо­ложно заряженные ионы благодаря электро­статическому притяжению образуют молеку­лу соединения, атомы которого связаны ионной связью». 16J.

Эти же формулировки сохранились и в пришедшем в 1949 г. на смену стабильному учебнику В. Н. Верховского новом учебнике В. В. Левченко с соавторами: «Образование молекулы хлористого натрия представляет собой яркий пример, когда соединяются ато­мы, из которых один (натрий) сравнительно легко отдаёт свой электрон, а другой (хлор) очень энергично присоединяет электрон. Оба образовавшихся иона совершенно само­стоятельны. В молекулу же они объединяют­ся потому, что удерживаются друг около дру­га силой электростатического притяжения. Так как такая молекула состоит из разно­имённо заряженных ионов, она называется ионной» [7].

Высоко оценивая в целом учебникиВ. Н. Верховского и В. В. Левченко с соавто­рами, мы не можем не отметить, чго в них настойчиво говорится о молекулах соедине­ний с ионной связью, хотя главным свой­ством ионных соединений является то, что они не состоят из молекул, а образуют кри­сталлы. Дело в том, что кулоновские силы электростатическою притяжения между ио­нами ненаправленные, они обладают сфе­рической симметрией, что ведёт к построе­нию трёхмерной кристаллической решётки, в которой каждый катион симметрично окружён определённым числом анионов, а анионы - определённым числом катио­нов. Соотношение общего числа катионов и анионов определяется составом соедине­ния, а характер кристаллической решётки — их относительными размерами. Если реали­зуются условия для образования катионов и анионов, то образование ионных кристал­лов всегда энергетически выгоднее, чем мо­лекул с ионной связью.

Вернёмся к требованиям, предъявляемым к современным школьникам. Они должны не только характеризовать различные виды хи­мической связи, но и определять вид связи (ковалентная или ионная) в конкретных со­единениях. Обратимся, например, к учебнику Ю. В. Ходакова с соавторами: «Ионная связь обусловливается притяжением друг к другу ионов как разноимённо заряженных тел. Ион­ная связь возникает при соединении химиче­ских элементов, наиболее отличных по своей химической природе, а именно типичных металлов с типичными неметаллами... Связь атомов посредством электронных пар назы­вается ковалентной» [8]. Затем вводится по­нятие электроотрицательности (ЭО): «Свой­ство атомов оттягивать к себе электроны от других атомов для завершения наружного слоя называется элекфоотрицательностью. Чем сильнее проявляется у элемента это свой­ство, тем более он электроотрицателен». Да­лее ЭО хотя и связывается с положением эле­мента в Периодической системе химических элементов, но не предлагается в качестве кри­терия вида связи, и количественных оценок ЭО не дастся.

5 2

Отметим сразу, что здесь вводится вполне доступный школьнику критерий для опреде­ления вида связи, надо только научить его грамотно пользоваться периодическим за­коном и Периодической системой химиче­ских элементов. Вызывает замечание только использование понятия «слой»: электронным слоем в учении о строении атома называется совокупность электронов с одинаковым зна­чением главного квантового числа, и, напри­мер, переход от атома хлора с главным кван­товым числом 3 к аниону СГ с электронной конфигурацией аргона оставляет слой неза­вершённым, так как в нём не хватает десяти З^-электроиов.

В учебнике же Г. Е. Рудзитиса и Ф. Г. Фель­дмана предварительно вводится понятие электроотрицательности, а затем на этой основе рассматриваются основные виды хи­мической связи: «Электроотрицательность — это полусумма энергий ионизации и срод­ства к электрону» [9]. (Подстрочно: «Известны и другие подходы к измерению и определе­нию значений электроотрииательности эле­ментов».) Приводится таблица значений электроотрицательности важнейших хими­ческих элементов, которая далее не исполь­зуется для определения количественного критерия вида связи, а служит для того, что­бы на качественном уровне различать три возможных случая:

1. ЭО резко отличаются - ионная связь.2. ЭО одинаковы — ковалентная (атомная)

неполярная связь.3. ЭО отличаются, но не очень сильно —

ковалентная полярная связь.Такой подход представляется вполне до­

ступным школьнику, если не считать того, что шкала ЭО по Р. С. Малликену возведена в ранг единственного определения понятая электро­отрицательности, а также того, что определе­ние того или иного вида связи основано ис­ключительно на электроотрицатсльности элементов.

Анализ новейших учебников для школ XXI в. показывает, что почти все их авторы рекомендуют учащимся определять иид хи­мической связи, ориентируясь на электро­отрицательность элементов, и только на неё.

При этом можно выделить две группы учеб­ников и пособий.

П ервая группа содержит количественный критерий, основанный исключительно иа использовании понятия электроотрицатель­ное™, при этом трактуемого авторами учеб­ников по-разному [1 0 , 1 1 , 1 2 ].

В т орая группа не содержит количествен­ных критериев, хотя и связывает характер химической связи с электроотрицательностью на качественном уровне [13, 14. 15. 1 6 , 17].

Приведём несколько характерных цитат из учебников первой группы. С. С. Бердоно- сов: «Отметим, что если разность значений ЭО (имеется в виду одна из шкал Л. Полинга, введённая без объяснения её физического смысла. — А вт .) двух атомов, образующих химическую связь, около двух или выше, то связь будет иметь ионный характер, если меньше двух — связь будет полярной кова­лентной» [1 0 , с. 9 8 - 100].

H. Е. Кузнецова с соавторами: «Химическая связь — это сила (химическая связь - это иричииа, удерживающая атомы или ионы в соединениях, её никак нельзя отождествлять с силой, хотя можно характеризовать энер­гией, направленностью и т. д. — А вт .), соеди­няющая два или несколько взаимодействую­щих атомов в молекулы или другие частицы... Чем больше разность между значениями от­носительной электроотрицательности (ОЭО) (имеется в виду шкала ЭО Р. С. Малликена, введённая онять-таки без объяснения её фи­зического смысла. — Л е т ) атомов, тем выше степень ионности их соединений. Связи с разностью ОЭО больше 2,1 можно отнести к ионным (более 5 0 % ионности)» [1 1 ].

И. Н. Новошинский с коллегой пишут: «Ионная связь образуется между атомами типичных металлов и атомами типичных неметаллов, т. е. между элементами, атомы которых резко отличаются по электроотрица­тельности (здесь явочным порядком исполь­зуется одна из шкал Л. Полинга. — Авт .) - разность междут электроотрицателъттостями ЭО атомов больше 1,7)» [12]. Затем следуют упражнения, например такое: «2. Выиишите из предложенного ряда веществ ионные сое­динения: СН.. СаСЬ, 0 2, KF, N % Mg*.

5 3

Нетрудно увидеть, что разные авторы ис­пользуют разны е ш капы ЭО без объяснения их происхождения и физического смысла и при этом дают разны е численные крит ерии вида связи также без особых обоснований.

Для иллюстрации подхода к определению вида химической связи в учебниках второй группы, не содержащих количественных кри­териев, мы ограничимся одной характерной цитатой.

В учебнике О. С. Габриеляна читаем: «Элек­троотрицательность (ЭО) — это способность атомов химического элемента оттягивать к себе электронные пары, участвующие в об­разовании химической связи. Электроотри­цательность можно охарактеризовать как меру неметаллличности элементов. Пользуясь рядом ЭО, можно определить, куда смещают­ся общие электронные пары. Они всегда сме­щены к атомам элемента с более высокой ЭО. Например, в молекуле НС1 общая электронная пара смещена к атому хлора, так как его ЭО больше, чем у водорода. Поэтому такую кова­лентную связь называют полярной» [13]. Здесь же дастся любопытное упражнение: <«1. Атомы водорода и фосфора имеют одинаковые зна­чения ЭО. Какой вид химической связи в мо­лекуле фосфина РН3?»

В данном случае продемонстрирован до­ступный школьникам подход, однако он всё- таки неявно основан на количественной оценке ЭО. Более того, добавляется ещё одно ненаблюдаемое свойство — «неметаллич- ность», определение которого отсутствует. Кроме того, следует отметить, что понятие электроотрицательности связано со смеще­нием любых электронов, в том числе неио- делённых пар данного атома и неспаренных, а не только именно связывающих пар, как настаивает автор учебника.

Для полноты картины отметим, что сущ е­ствуют отдельные учебники и пособия, в ко­торых авторы упоминают о некоторых ха­рактерных наблюдаемых свойствах ионных соединений. Например, Р. Г. Иванова пишет: «Вещества с ионной связью образуют ионные кристаллы. Они все твёрдые и тугоплавкие. Такую ионную кристаллическую решётку имеют щёлочи, соли, например КОН, NaCI,

КС1 и др.». Перед этим, однако, когда уча­щиеся этого ещё не изучали, но познакоми­лись с электроотрицательностью, предлага­лось упражнение: «1. Какая химическая связь (ионная, ковалентная неполярная или кова­лентная полярная) в веществах: сероводо­роде H2S, хлориде калия КС1, воде Н20 , кри­сталлической сере S8, иоде 12, оксиде магния MgO?» [14].

Таким образом, в современных учебниках рекомендуется определять вид химической связи но различию в электроотрицательности партнёров по связи. Отличия между учебни­ками сводятся к использованию/неиспользо- ванию значения ЭО в качестве количествен­ного критерия для оценки характера химиче­ской связи.

Рассматривая ситуацию в целом, мы ви­дим, что знакомство с химической связью в средней школе в значительной степени сво­дится к введению условных понятий (ион- пость/ковалентность, электроотрицатель­ность, степень ионности, металличпость/не- металличность), которым ставятся в соответ­ствие ненаблю даем ы е величины. При этом в большинстве случаев эти понятия вводятся некорректно, что вполне понятно, так как корректное их введение требует весьма серь­ёзного обоснования, явно неуместного в учеб­нике для средней школы.

Зачем лее понадобились эти условные по­нятия? Затем, чтобы с их помощью объяснять и предсказывать наблюдаемые свойства ве­ществ. А откуда же возникли наши условные понятия? Очевидно, что из анализа наблю­даемых свойств веществ, как это, например, блестяще сделал Д. И. Менделеев при обосно­вании периодического закона. Таким обра­зом, логически и исторически познание хи­мии идёт по пути: «наблюдаемые свойства вещества — обобщения — более широкий набор свойств более широкого набора ве­ществ».

Если снова обратиться к Д. И. Менделееву и периодическому закону-7, то началом пут и могут быть такие свойства элементов, как атомная масса, физические и химические свойства простых веществ, состав и свойства оксидов и гидридов, физические, кристалло­

5 4

химические и химические свойства галоге- нидов и других соединений. Потом последо­вали знаменитое обобщение — периодиче­ский закон - и многочисленные уточнения и предсказания.

Сейчас же школьнику для освоения учения о химической связи предлагается сразу вто­рая половина логического пути: «обобще­ния — свойства вещества», причём очевидно, что обобщения можно вводить только про­стые, доступные для понимания, без сложно­го математического аппарата. В нашем случае это, прежде всего, электроотрицательность - условное ненаблюдаемое свойство атомов в соединениях, обобщённое по всем соедине­ниям данного элемента.

Если мы хотим, чтобы школьник умел гра­мотно пользоваться этим понятием, то надо подробно охарактеризовать его физический смысл, а если нам нужна ещё и шкала элек­троотрицательностей, то следует обоснованно выбрать одну из предложенных на сегодня шкал (а их введено в научный обиход око­ло 20) и пояснить её происхождение. В любом случае этот путь основывается в итоге на на­блюдаемых свойствах. Такой сложный путь в средней школе явно нерационален, а тесты и задачи, опирающиеся на количественную шкалу значений электроотрицательное™, применительно к отдельным веществам явно некоррект ны .

Отметим также, что разность ЭО, оценён­ная по любой из имеющихся шкал, в прин­ципе недостаточна для оценки типа связи по ряду причин. Во-первых, как отмечено выше, электроотрицательность усреднена по всем соединениям данного элемента и, следова­тельно, но разным степеням окисления. Во- вторых, для образования ионной связи между атомами двух элементов важно не только перемещение электронов, но и соотношение размеров ионов и их поляризуемость.

Например, А120 3 принято рассматривать как ионное соединение, так как разность ЭО кислорода и алюминия велика - 2,0 но тер­мохимической шкале Полинга. Действитель­но, оксид алюминия в виде корунда представ­ляет собой исключительно твёрдые и туто­плавкие кристаллы ( tm = 2050 °С). что харак­

терно для соединений с преимущественнг ионной связью. Одновременно разность ЭО фтора и водорода но той же шкале имеет почти такое же значение, а именно 1.9 . и школьные учебники дружно и вполне пра­вильно рассматривают HF как соединение с полярной ковалентной связью. В то же вре­мя иодиды натрия и калия характеризуются разностью ЭО 1,5 и 1,6 соответственно.

Что можно предложить взамен критикуе­мого подхода без введения лишних понятий и без потери стройности системы обучения? Ответ прост: «наблю даем ы е сво й ст ва ве ­ществ — обобщ ения — р а сш и р е н н ы й набор свойст в веществ». Исходим из наблюдаемых свойств известных соединений, сведения о которых легкодоступны школьнику делаем заключение о виде связи и, опираясь иа пе­риодический закон, предсказываем вид свя­зи и свойства любых веществ. Проще всего пояснить это на примерах. Пусть нас инте­ресует ионная связь, причём мы хорошо зна­ем, что речь идёт о преим ущ ест венно ион­ной связи.

Типичные соединения с ионной связью — это тутоплавкие, труднолетучие хрупкие кри­сталлы, обладающие высокой твёрдостью и исключительно низкой электрической про­водимостью, в то время как их расплавы хо­рошо проводят электрический ток. Соедине­ния же с ковалентной связью построены из отдельных молекул, относительно слабо свя­занных друт с другом. Они представляют со­бой газы, жидкости или легкоплавкие, часто летучие кристаллы, которые обладают низ­кой электрической проводимостью, так же как и их расплавы. Отметим, что окончатель­ное и обоснованное заключение о преиму­щественно ионном или ковалентном харак­тере твёрдых соединений можно сделать только на основании анализа кристаллличе- ских решёток веществ, что выходит далеко за рамки школьного курса химии.

За примером обратимся к данным таб­лицы.

Можно заметить, что:• все фториды — преимущественно ион­

ные соединения:

5 5

Температуры плавления и кипения галогенидов элементов II группы

Соединение U °с К̂ИЛІ 0 Соединение П̂Д» С n, CВеҒ2 800 1175 SrCI2 874 -2040MgF2 1263 -2270 ВаСІ2 962 2050CaF2 1418 -2530 ВеІ2 490 530SrF2 1570 -2460 Mgl2 633 1014BaF2 1370 2250 СаІ2 783 1760BeCI2 415 550 Srl2 538 -1900MgCI2 714 1417 ВаІ2 711 1900СаСІ2 772 -I960

• в ряду галогенидов элементов II іруппы «степень ионности» у галогенидов бериллия минимальна;

• «степень ионности» для ка>қдого элемен­та II группы уменьшается при переходе от фторидов к йодидам.

Также хорошо видно, что любые количе­ственные оценки «степени ионности» были бы ненадёжными и необоснованными, но в разумно построенных р я д а х родст венны х соединений с одинаковой стехиометрией ход изменений прослеживается достаточно близ­ко к истине, что и можно положить в основу соответствующих тестов.

Примеров, подобных приведённому, мож­но предложить великое множество, но это уже выходит за рамки данной статьи. На основе наблюдаемых характеристик можно далее сравнивать ход изменений металлических и неметаллических свойств элементов, их относительную электроотрицателыюсть (без введения каких-либо шкал), склонность к ги­дролизу, кислотно-основные свойства, рас­творимость. способность к образованию кри­сталлогидратов и т. д.

Таким образом, мы считаем, что при об­суждении природы химической связи в сред­ней школе необходимо соблюдать следующую логику:*

• рассматривать наблюдаемые свойства веществ, которые может объяснить теория химической СВЯЗИ:

• изучить основные положения теории химической связи;

« показать, как она работает, т. е. как объ­ясняет и предсказывает наблюдаемые свой­ства веществ.

И конечно же, все некорректные опреде­ления понятий, упражнения и тесты должны быть полностью изъяты из обращения, что посильно лишь специалистам с глубоким зна­нием химии и смежных естественно-научных дисциплин. ■

ЛИТЕРАТУРА1. Щеглов Н.П. Начальные основания химии //Ука­

затель открытий по физике, химии, естественной истории и технологии. — СПб., 1830. — Т. 7. — Ч. 2.

2. Гесс Г.И. Основания чистой химии, сокращённые в пользу учебных заведений. — СПб., 1834.

3. Щеглов H.T. Краткая химия. — СПб., 1841.4. Сиджвик Н.В. Природа связей в химических сое­

динениях. — Л., 1936.5. Полинг Л. Природа химической связи. — М.;Л.,

1947.6. Верховский В. Н. Неорганическая химия: Учебник

для 8-10 классов средней школы. - М. Л., 1947. — С .149-152.

7. Левченко В. В., Иванцова М. А., Соловьёв Н. Г., Фельдт В.В. Химия: Учебник для 8-10 классов средней школы. М., 1949. — С. 309-310.

8 Ходаков Ю.В., Эпштейн Д. А., Глориозов П. А.Неорганическая химия: Учебник для 7-8 классов. — М.. 1975.-С. 164, 169.

9. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. 7-11. — М.. 1981.-С. 119.

10. Бердоносов С. С. Химия. 8 класс. — М., 2002. — С. 41-43. 98-100.

11 Кузнецова Н.Е., Титова И. М., Гара Н.Н., Же- гин А.Ю. Химия. 8 класс. — М., 2003. — С. 157, 162, 174.

12. Новошинский И. Н., Новошинская Н.С. Химия. 8 класс. — М., 2002. — С. 52, 53, 61, 63.

13. Габриелян О.С. Химия. 8 класс. — М.. 2002. — С. 37, 43-45.

14. Иванова Р. Г., Каверина А. А., Корощенко А. С.Контроль знаний учащихся по химии. 8-9 классы. — М., 2003.

15. Савинкина Е. В., Живейнова О. Г., Логинова Г. П.Химия: Учебное пособис для школьников старших классов и абитуриентов. — М., 2003.

16. Семёнов И.Н., Петрова Г.А. Химия: Учебное пособие для поступающих в вузы. — СПб., 1995.

17. Семёнов И. Н., Перфилова И.Л. Химия. — СПб., 2000.

5 6

Ф. Б. ОкольниковСШ №126, Москва

И н т е г р а т и в н ы й

Л А Б О Р А Т О Р Н Ы Й

П Р А К Т И К У М

И зучение химии как самостоятельного предмета — неотъ­емлемый компонент полноценной естественно-научной

подготовки современных школьников. В то же время возмож­ностей для активизации учителем субъектного опыта учащих­ся по отношению к объектам познания на уроках химии се­годня явно недостаточно. Искусственно заданная насыщен­ность уроков химии процессами постоянного формирования ЗУНов оставляет всс меньше времени для целенаправленного развития природных способностей учащихся средствами учебного предмета.

Одним из способов разрешения данного противоречия на практике мы рассматриваем интеграцию экспериментальных химических умений учащихся на уроках химии и биологии. Под интеграцией мы понимаем естественное содержательное и струтсгурно-функциональное единство учебного процесса на основе единства методологии естественно-научного познания. В этом случае средством осуществления интеграции выступа­ет интегративный лабораторный практикум*, основанный на идее интеграции сходных методов познания на уроках химии и биологии.

Практикум содержит 27 работ и состоит из трёх частей: «Изучаем основные среды обитания организмов» (часть I), «Изучаем процессы жизнедеятельности организмов» (часть II), «Изучаем химический состав живых организмов» (часть III). Работы первой части практикума призваны показать учащим­ся на доступных примерах дейст венност ь х и м и ч е с к и х з н а н и й и у м е н и й , источником которых является в том числе субъект­ный опыт учащихся. Работы второй части практикума наце­лены на то, чтобы убедить учащихся в дейст венност и х и м и ­ческого эксп е р и м е н т а к а к м е т о д а п о зн а н и я . Наконец, работы

* См.: Окольников Ф. Б. Интегративный лабораторный практикум. Изуча­ем химию и биологию: наблюдаем, измеряем, сравниваем. - М.: Изд-во «Про­метей-' МШУ. 2008.

5 7

третьей части практикума призваны доказать учащимся единст во эксперим ент альны х м е ­т одов позн а н ия ж и в о й и н е ж и в о й природы .

В классно-урочном подходе практикум используется нами, начиная с уроков био­логии в 6-м классе, когда учитель биологии но объективным причинам может заменить какую-либо из запланированных лаборатор­ных работ на равноценную работу, представ­ленную в практикуме. Далее работа по зада­ниям практикума продолжается на занятиях одночасового пропедевтического курса хи­мии в 7 -м классе, в котором изучение тради­ционного учебного содержания систематиче­ского курса химии переносится на четвёртую четверть, либо пракгикум используется толь­ко учителем биологии на некоторых уроках по разделу «Животные». Наконец, в 8 -м клас­се практикум в равной степени используется на уроках химии и биологии.

Учитель химии на основании предлагае­мых заданий практикума имеет возможность иереструктурировать и наполнить новым учебным содержанием практическую часть предмета путём определения соотношения

инвариантной и вариативной составляющих практической части курса химии. В соответ­ствии с традиционной программой курса хи­мии 8-го класса работы практикума могут быть распределены следующим образом (табл. 1 ).

Оценивание выполненной практической работы проводится по специальной таблице, которую учитель тиражирует в достаточном количестве и предлагает учащимся приклеить на левую сторону твёрдой обложки тетради для лабораторных работ (табл. 2). С помощью этой таблицы по пятибалльной системе оце­нивается как сам письменный отчёт, в том числе заполненная таблица результатов и от­веты па вопросы рубрики «Подведём итоги...», так и непосредственная деятельность учащих­ся в процессе выполнения экспериментов. Использование данной таблицы направлено на создание ситуации успеха на занятии, что позволяет усилить мотивационную и воспи­тательную функции данного вида работы учащихся.

Приведём пример инструкции по органи­зации и проведению лабораторной работы из первой части практикума. При проведении

Т аблица 1Распределение работ интегративного лабораторного практикума

Тема по программе Название работы в практикуме №Чистые вещества и смеси. Способы разделения смесей Пигменты растительной клетки 25Признаки химических реакций Химические реакции под микроскопом 24Кислород. Оксиды. Горение Свойства каталазы клеток лука 16Вода — важнейший растворитель Важнейшие свойства воды 7Кислоты Человек в мире кислот 27Кислоты Свойства желудочного сока 12

Периодический закон — фундаментальный закон природы Органические вещества живых организмов 21Периодический закон — фундаментальный закон природы Неорганические вещества живых организмов 22

Стол №

Т а б л и ц а 2

Развёрнутая схема оценивания практических работ учащихся

Фамилия, имя__________________________________ _____________ Класс

Оценка письменного отчёта о выполненной работе Оценка выполнения практической работы (0

№п/п

Замечания учителя

Балл

Подг

отов

ка

Акку

рат

ност

ь

Рабо

чий

стол

Врем

я

Балл

Замечания учителя

Общ

ая

оцен

и

5 8

данной работы учащиеся используют наи­большее число экспериментальных химиче­ских умений для изучения такого межпред­метного объекта исследования, как почва.

Работа 4.ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВЫ

Д а в а й т е в с п о м н и м ...Почва — среда обитания многих живых

существ. В отличие от животных растения более тесно связаны с почвой, так как она — важный источник их минерального питания. Почвенные горизонты, кроме прочего, от­личаются друг от друга по химическому со­ставу твёрдой фазы.

Н у ж н о знат ь...Почва содержит неорганические и орга­

нические вещества. Многие из них находятся в растворённой форме и могут быть обнару­жены в почвенной вытяжке с помощью каче­ственных реакций. Почвенные микроорга­низмы своей активной жизнедеятельностью способствуют загниванию водной вытяжки, поэтому такие вытяжки нельзя хранить долго. Перед проведением исследований водные вытяжки рекомендуется нагреть до кипения.

Ц ели р а б о т ы : приготовить почвенную вы­тяжку и определить её качественный химиче­ский состав с приближённой количественной оценкой.

М а т е р и а л ы и о б о р у д о в а н и е : образен воздушно-сухой почвы, дистиллированная вода, 1 0 %-ный раствор нитрата серебра AgN0 3, 10%-ный раствор соляной кислоты НС1, 5 %-ный раствор хлорида бария ВаС12, универсальный индикатор; весы с разнове­сами, шпатель, коническая колба, резиновая пробка, фильтровальная бумага, стеклянная воронка, мерный цилиндр, стеклянная па­лочка, спиртовка (горелка), предметное стек­ло, держатель для пробирок, штатив с про­бирками.

Х о д р а б о т ы

П ригот овл ен ие п о ч в е н н о й в ы т я ж к иПодготовьте весы к работе. Положите на

каждую чашку весов по квадратному7 листу чистой бумаги одинакового размера. Добей­

тесь равновесия чашек весов. Взвесьте 5 г воздушно-сухой почвы: на правую чашку поставьте гирю* (разновес) соответствую­щей массы, а на предварительно согнутый вчетверо и развёрнутый квадратный лист бумаги на левой чашке шпателем насыпайте почву до установления нового равновесия чашек весов.

Вставьте в коническую колбу стеклянную воронку, через которую аккуратно пересыпь­те почву .̂ Отмерьте стеклянным цилиндром 2 5 мл дистиллированной воды, свободной от углекислого газа. Всем объемом воды из ци­линдра смойте частицы почвы из стеклянной воронки в колбу. Выньте воронку, закройте колбу резиновой пробкой. Круговыми движе­ниями перемешайте содержимое колбы в те­чение 5 мин, держа сосуд в правой руке, а пальцами левой руки придерживайте проб­ку. Дайте осадку осесть на дно.

Соберите фильтровальную установку. С помощью муфты закрепите кольцо на ме­таллической оси штатива, вставьте в кольцо стеклянную воронку, вложите в неё складча­тый фильтр. Поставьте чистый и сухой сте­клянный стакан так чтобы косой срез носика воронки касался его внутренней стенки.

Взболтайте содержимое колбы. Используя стеклянную палочку, перелейте содержимое колбы в воронку, направляя струю жидкости на бумажный фильтр у стенки воронки. До­бейтесь, чтобы в стакан стекала наиболее про­зрачная жидкость (фильтрат). Если первые капли фильтрата окажутся мутными, то пере­лейте фильтрат обратно в воронку. Повторяй­те фильтрование до тех пор, пока фильтрат не будет прозрачным**.

Качест венное определение общ его содер ­ж а н и я во д о р а с т в о р и м ы х вещ ест в п о ч в ы

На левую и правую части чистого, без раз­водов, и сухого стекла разными пипетками нанесите по кайле дистиллированной воды

* Данный всс может представлять собой ползунок, закреплённый на передней панели весов. В этом случае разновес устанавливать не надо — вес задастся установ­лением ползунка на нужной отметке.

м Допустимо, чтобы прозрачный фильтрат был слег ка окрашен.

5 9

и фильтрата (почвенной вытяжки). Отметьте маркером места расположения капель (сде­лайте надписи: «Д» и <‘П»).

Проветрите и зажгите спиртовку (горел­ку). Закрепите стекло в держателе и выпарь­те обе капли, медленно, из стороны в сторо­ну, пронося предметное стекло над пламенем. Аккуратно погасите спиртовку (горелку). Дай­те стеклу7 остыть и сравните результаты вы­паривания между собой. Нарисуйте внешний вид капель после выпаривания в таблице результатов.

Определение значения p H почвен н ой в ы ­т я ж к и

Возьмите чистую и сухую пробирку, на­полните её наполовину почвенной вытяжкой и поставьте в лабораторный штатив. Возьми­те полоску универсальной индикаторной бу­маги, положите перед собой шкалу pH. По­грузите полоску до половины её длины в про­бирку на 2 -3 с. Выньте полоску из пробирки и найдите цифровое значение на шкале, со­ответствующее цвету полоски. Полученное значение впишите в таблицу результатов.

Качест венное определение хлоридов с п р и ­б ли ж ён н о й количест венной оценкой

В чистую и сухую пробирку налейте 5 мл прозрачной почвенной вытяжки. Чистой пи­петкой добавьте в пробирку 3 капли 1 0 %-ного раствора нитрата серебра AgN0 3. По табл. 3 найдите примерную концентрацию хлоридов в анализируемой почвенной вытяжке. Полу­ченные данные запишите в таблицу резуль­татов.

Таблица 3

Что наблюдаю? Концентрация хлоридов,МГ/Л

Слабое помутнение 1 - 1 0

Сильное помутиение 10-50Образование хлопьев 50-100Белый объёмистый осадок Более 100

К а ч е с т в е н н о е о п р еде ле н ие сул ьф а т о в с п р и б л и ж ё н н о й количест венной оценкой

Внесите в чистую и сухую пробирку 10 мл исследуемой почвенной вытяжки, затем до­

бавьте 0,5 мл 10%-ной соляной кислоты НС1 и прилейте 2 мл 5%-ного раствора хлорида бария ВаС12. Перемешайте содержимое про­бирки. Сопоставьте полученный результат с данными табл. 4 . Определите примерпр" концентрацию сульфатов в анализируемой почвенной вытяжке. Полученные значение*запишите в таблицу результатов.

Таблииа 4

Что наблюдаю? Концентрация сульфатов, мг/л

Помутнения не образуется Менее 5Слабое помутнение через 3-5 мин

5-10

Слабое помутнение, сразу 10 -10 0

Сильное помутнение, быстро оседает

Более 100

Таблица результатовПоказатель Результат измерения

Общее содержание растворенных веществ

(Рисунок!)

Значение pHСодержание хлоридов, мгСодержание сульфатов, мг

Подведём ит оги ...1. Как приготовить дистиллированную во­

ду, свободную от углекислого газа?2. Зачем при фильтровании носик ворон­

ки должен касаться внутренней стенки ста­кана?

3 . На чём основана работа бумажного фильтра?

4 . Сравните содержание хлоридов и суль­фатов в исследованном образце почвы с э к о ­л о г и ч е с ки м и н о р м а м и : для хлоридов — не более 3 5 0 мг/л, для сульфатов - не более 500 мг/л.

Эт о инт ересно!Для быстрого определения химического

состава почвенного раствора в полевых усло­виях можно использовать специальные те­сты, которые можно купить в отделе аква- риумистики зоомагазинов. Тест представляет

6 0

собой бумажную полоску, пропитанную спе­циальными веществами-реагентами. К каж­дому тесту прилагается шкала для измерений. Полоску опускают в исследуемый раствор, получившийся цвет тест-полоски сравнива­

ют с цветовой шкалой. Проведите этот экс­перимент сами! Сфотографируйте или за­рисуйте тест-нолоски до и после экспери­мента. Расскажите о своём исследовании на следующем уроке. ■

П. И. Беспалов, М. В. ДорофеевИ нети туг открытого образования, Москва

К а к о р г а н и з о в а т ь

У Ч Е Б Н О Е И С С Л Е Д О В А Н И Е

В ажнейшее направление повышения эф ­фективности современного учебного про­

цесса — организация проектно-исследова­тельской деятельности школьников, которая нацелена на развитие у них самостоятель­ности, логического мышления, создание вну­треннего мотива к учебе в целом. К мощным стимулам, позволяющим существенно акти­визировать познавательный интерес учащих­ся к изучению основ естественных наук, от­носится химический эксперимент. В процес­се учебного исследования у учащегося фор­мируется внутренняя потребность подходить к любой возникающей перед ним проблеме системно и творчески, появляется возмож­ность преодолеть фрагментарность, разроз­ненность знаний, развить экспериментальные умения и критическое осмысление информа­ции, получить представления о научных принципах исследования. Педагогическая эффективность исследовательского химиче­ского эксперимента существенно возрастает в условиях проблемного обучения.

Важная и в то же время одна из наиболее сложных задач — определение предмета учебного исследования. Изучаемая проблема, решение которой предполагает проведение химического эксперимента, должна быть ак­туальна, интересна и значима в первую оче­редь для учащегося. Вместе с тем внутренняя мотивация и интерес учителя к содержанию учебного исследования не менее важны. В процессе проектной деятельности учащий­

ся, безусловно, приобретает новые знания, однако при выборе предмета учебного ис­следования важно учитывать его теоретиче­скую подготовленность, осознание им сути проблемы, иначе весь ход поиска ее реше­ния будет бессмыслен, даже если он будет безукоризненно проведён под руководством учителя.

В качестве предмета учебного проектного исследования мы предлагаем рассмотреть взаимодействие концентрированной серной кислоты с медью. Данная реакция изучается в курсе химии средней школы, она иллюстри­рует ярко выраженные окислительные свой­ства серной кислоты. Однако если провести её, то легко заметить, что наблюдаемые из­менения не согласуются с уравнением, пред­ставленным во м ногих учебниках [1 - 3 ] и учебных пособиях (например, [4J):

Си + 2H2S0 4 = CuS0 4 + 2Н20 + S0 2î . (1)

Так, при нагревании меди с концентриро­ванной серной кислотой отчётливо наблюда­ется образование осадка чёрного цвета, хотя ни один из продуктов, представленных в урав­нении ( 1 ), не имеет чёрную окраску. После оседания частичек твёрдой фазы раствор остаётся бесцветным, не приобретает голубую окраску, характерную для гидратированных ионов меди Си2+. Противоречие между на­блюдениями учащихся и уравнением реак­ции, представленным в учебной литерату^- ре. — удачный отправной момент для начала

61

учебного исследования, необходимое условие для создания проблемной ситуации. Причём экспериментальное нахождение веществ об­разующихся при взаимодействии концентри­рованной серной кислоты с медью, осуще­ствимо на качественном уровне в условиях школьной лаборатории и вполне под силу учащимся.

Мы предлагаем примерный план органи­зации учебного исследования, цель которо­го — изучение взаимодействия меди с кон­центрированной серной кислотой.

О п ы т 1 . К а к раст во ряет ся м едь в к о н ­це н т р и р о ва н н о й серной кислот е?

Рассматривая взаимодействие кислот — сильных окислителей с металлами, учитель демонстрирует обсуждаемый опыт, помещает в пробирку небольшое количество медных стружек (обрезков тонкой медной проволоки, с которой удалена изоляция) или медного порошка, а затем приливает концентрирован­ную серную кислоту (следует заметить, чтоН.Е. Кузнецова [2] рассматривает данный опыт в 9 -м классе как демонстрационный). Уча­щиеся отмечают, что без нагревания никаких изменений в пробирке не наблюдается.

При нагревании отчётливо видно, как на­чинает выделяться газ и образуется осадок черного цвета.

О п ы т 2 . К а к о й газ выделяется?Необходимо исследовать выделяющийся

бесцветный газ, чтобы убедиться в том, что это не водород. Учитель отмечает, что иссле­дуемый газ, в отличие от водорода, имеет резкий запах (можно пригласить несколько учащихся-экспертов к демонстрационному столу, чтобы они убедились в истинности слов учителя). Попытка поджечь выделяю­щийся газ у отверстия газоотводной трубки не приводит к успеху. Выдвигается гипотеза: выделяется оксид серы(ІУ) (сернисты й газ) — негорючий бесцветный газ с резким запахом. Затем обсуждается вопрос, как до­казать, что выделяется именно S0 2 (обсуж­дение и дальнейшее экспериментальное ис­следование целесообразно вынести за рам­ки урока).

Газ собирают в три пробирки методом вытеснения воздуха, закрывают их пробками и передают учащимся для исследования. В первую пробирку добавляют известковую воду и встряхивают, наблюдают выиадение осадка белого цвета. Во вторую — раствор фиолетового лакмуса, при этом цвет индика­тора меняется иа красный. В третью — рас­твор перманганата калия, при встряхивании малиновая окраска раствора исчезает.

Таким образом, характерные физические свойства (резкий запах, отсутствие окраски) и выявленные в ходе экспериментов химиче­ские свойства свидетельствуют о том, что выделяется сернистый газ — в полном соот­ветствии с уравнением ( 1 ).

О п ы т 3. К а к о е вещ ест во мерного цвеиш вы падает в осадок?

Выдвигается предположение: в осадок вы­падает оксид мсди(Н). Это вещество учащим­ся хорошо известно, они получали его раз­ложением основного карбоната меди(Н), восстанавливали водородом до металличе­ской меди и растворяли в разбавленной сер­ной кислоте, получая кристаллы медного ку­пороса. Однако возникает вопрос, почему основный оксид мсди(ІІ) СиО не растворяет­ся в избытке серной кислоты.

Для проверки выдвинутого предположения в пробирку наливают 1 - 2 мл концентриро­ванной серной кислоты и добавляют очень небольшими порциями тонкий порошок ок­сида меди(ІІ) чёрного цвега так, чтобы частич­ки твёрдой фазы находились во взвешенном состоянии. При нагревании заметно, как СиО растворяется, чёрный цвет исчезает. Посте­пенно из раствора выделяются кристаллики светло-серого цвета. Учащиеся приходят к вы­воду: в реакционной смеси меди с концентри­рованной серной кислотой в осадок выпада­ет не оксид меди(ІІ), а другое вещество.

О п ы т 4 . Чт о предст авляет собой осад ок свет ло-серого цвета?

Учащиеся знают, что при взаимодействии основных оксидов с кислотами образуются соли, в данном случае — сульфат меди(Н). Однако почему он не голубого цвета?

6 2

Берут пробирку, в которой шло взаимо­действие серной кислоты с оксидом меди(И), чтобы отделить осадок от раствора. Для этого сливают избыток серной кислоты, как можно полнее. К осадку прибавляют несколько ка­пель воды и наблюдают появление голубой окраски. Следовательно, в осадок выпадает безводный сульфат меди(И) CuS0 4, который плохо растворяется в концентрированной серной кислоте.

Аналогично исследуют часть осадка, об­разовавшегося в опыте 1. Отмечают, что при добавлении воды появляется характерная го­лубая окраска, обусловленная гидратирован­ными ионами меди Си2+.

Проведённый опыт позволяет сделать вы­вод, что при растворении меди в концентри­рованной серной кислоте образуется безвод­ный сульфат меди (И) в полном соответствии с уравнением реакции ( 1 ).

О п ы т 5 . П о ч е м у о б р а зуе т ся б е зво д н ы й

CuSOq ведь в резул ьт ат е р е а к ц и и вы деляет ся

вода?Выдвигается гипотеза: воду поглощ ает

концентрированная серная кислота. Для про­верки выдвинутого предположения помеща­ют в пробирку тонко измельчённый медный купорос CuSO,, • 5 Н20 голубого цвета, при­ливают концентрированную серную кислоту и осторожно перемешивают стеклянной па­лочкой. Через некоторое время отмечают, что раствор остаётся бесцветным, голубая экраска осадка исчезает. Таким образом, вы­двинутая гипотеза подтверж дается: воду прочно связывает концентрированная серная кислота.

Анализируя результаты опытов 1- 5, уча­щиеся приходят к выводу, что установленные продукты реакции меди с концентрированной серной кислотой соответствуют уравнению ( 1 ), однако один вопрос, решение которого предполагалось в ходе опыта 3 , остаётся без лвета. Придётся вернуться к нему ещё раз.

О и ы т 6 . К а к о й ж е п р о д у к т ч ё р н о го ц в е ­т а об разует ся в о п ы т е 1?

Отмечают, что исследуемый оса/док нерас­творим в серной кислоте. Выдвигается гипо­

теза: вещество чёрного цвета содержит медьи, возможно, серу, как вариант - сульфид меди(ІІ) CuS. С этим веществом учащиеся, особенно 9 -го класса, знакомы в меньшей степени, чем с СиО.

Осадок, полученный в опыте 1, фильтруют и тщательно промывают водой до полного отсутствия сульфат-ионов (предварительно обсуждают, как это можно сделать). Пробуют растворить его в соляной и азотной кислотах. Отмечают, что осадок растворяется только при нагревании в концентрированной азот­ной кислоте, при этом раствор приобретает синюю окраску, характерную для гидратиро­ванных ионов меди. При разбавлении синяя окраска переходит в голубую (реакцию с кон­центрированной HNO} проводит учитель под тягой). Однако отмечают, что в процессе ре­акций выделяеігя бурый газ — оксид азота(ІУ), следовательно, в состав исследуемых веществ входит восстановитель, в роли которого могут выступать ионы S2- или Си\

Чтобы окончательно подтвердить гипоте­зу о том, что при взаимодействии меди с кон­центрированной серной кислотой образуется сульфид меди, нужно исследовать продукты окисления исследуемого осадка.

О п ы т 7 . Ч т о о б р а з у е т с я п р и р а с т в о ­р е н и и о с а д к а ч ё р н о го ц в е т а в а з о т н о й к и с ­л от е?

Если осадок, полученный в опыте 1, пред­ставляет собой сульфид меди(II), то при его окислении азотной кислотой в полученном растворе должен обнаруживаться сульфат- ион SOj- . При добавлении в исследуемую смесь раствора хлорида бария наблюдается выпадение осадка белого цвета, который не растворяется при подкислснии. Здесь слелует обратить внимание учащихся на то. что ис­ходные осадки были хорош о отмыты от сульфат-ионов.

Таким образом, в ходе проведённого ис­следования удалось установить, что при взаи­модействии меди с концентрированной сер­ной кислотой протекают по меньшей мере две реакции: основная ( 1 ) и побочная (2 ), в ходе которой образуется сульфид меди(И); условно (условность обусловлена нестехио-

6 3

метрическим составом образующихся суль­фидов) можно записать уравнение:

4 Cu + 4 H2S0 4 = 3CuS0 4 + 4 Н20 + C u S i. (2)

Интересно сопоставить полученные ре­зультаты с литературными данными. Так, Чамберс и Холлидей тоже указывают на воз­можное образование сульфида меди(ІІ) [5 ]. Р. А. Лидин с сотрудниками рассматривает три различных варианта взаимодействия меди с ссрной кислотой [6]:

Си + H2S0 4 (конц., хол.) == СиО + S0 2 + Н20 ;

Си + 2H2S0 4 ( к о н ц ., гор.) == CuS0 4 + S0 2 + 2Н20 (примесь Cu2S);

2 Cu + 2H2S0 4 (безводн.) == Cu2S0 4i + 2Н20 + S0 2T (2 0 0 °С).

Г. Реми обращает внимание на многоста- дийность взаимодействия меди с горячей кон­центрированной серной кислотой и образо­вание оксида меди(И) на первом этапе [7]:

Си + H2SO,, = СиО + S0 2 + Н20 ;СиО + IÏ2S0 4 = CuSOj + Н20 .

Анализируя возможность протекания по­бочных реакций, Г. Реми ссылается на работа Фовлеса ( 1928):

4 Cu + S0 2 = CtbS + 2Cu0 ;Cu2S + H2SO„ = Cu2S0 4 + H2S;H2S + H2S0 4 = S0 2 + S + 2H20 ;S + 2H2S0 4 = 2H20 + 3S0 2;Cu2S0 4 + 2H2S0 4 = 2CuS0 4 + 2H20 + S0 2.

В курсе лекций по неорганической химии (лекции доступны на сервере химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова — chemnet.ru) А. И. Жиров, рассматривая дан­ный процесс, отмечает образование в про­

дуктах реакции анилита Cu7S4 — осадка чёр­ного цвета.

Представленное учебное исследование помогает бороться с формализмом в химиче­ских знаниях, развивает у учащихся умение наблюдать факты и явления, объяснять их сущность в свете изученных теорий, плани­ровать свою творческую работу. Решение по­ставленной проблемы, сопоставление полу­ченных результатов с литературными данны­ми и успешное представление свой работы перед аудиторией создаст у них настрой на достижение новых целей в конструктивном направлении. Однако этот триумф требует тщ ательной, методичной и кропотливой предварительной подготовки, систематиче­ской работы учителя. ■

ЛИТЕРАТУРА1. Минченков E. Е., Журин А. А. Химия: Учебник для

9-го класса общеобразоват. учрежд. — Смоленск: Ассо­циация XXI век, 2006. — С. 172.

2. Кузнецова Н.Е., Титова И. М., Гара Н.Н., Же- гин А. Ю. Химия: Учебник для учащихся 9-го класса обще­образоват. учрежд. — М.: Вентана-Граф, 2002. — С. S3.

3. Кузнецова Н.Е., Литвинова Т.Н., Лёвкин А.Н. Химия. 11 класс: Учебник для учащихся общеобразоват. учрежд. (профильный уровень). Ч. 2. — М.: Вентана-Граф, 2008.- С . 43, 125.

4. Кузьменко Н.Е., Ерёмин В. В., Попков В. А. Хи­мия. Для школьников ст. кл. и поступающих в вузы. — М.: Дрофа, 1997. - С. 197, 204, 259.

5. Chambers С., Holliday А. К. Modern Inorganic Chemistry. — GreaL Britain, Chichester, Sussex: Butterworth & Co (Publishers) Ltd, 1975. - P. 409.

6 . Лидин P. А., Молочко В.А., Андреева Л. Л. Хи­мические свойства неорганических веществ. — М.: Химия, 2000. - С. 286.

7. Реми Г. Курс неорганической химии. Т. 2. — М.: Мир, 1966.— С. 400.

'■тш WA

В соотвеіствии с требованием ВАК на сайте

Внимание!^ *»■».* ' 2"'" ?*" •* U-.’. * » 1 11** V4щ ш ф т///by'/.

: ! f -щ - й ? :в открытом доступе представлены результаты педаг огичоских исследований : -

соискателей учёных степеней, а также аннотации: всех опубликованных в журнале статей на русском и английском языках.■

: М

6 4

ИЗ

ИСТО

РИИ

хи

ми

и

И. А. ИзюмовСШ № 3, г. Аксай, Ростовская обл.

Ц Е П Н Ы Е Р Е А К Ц И И

С Е М Ё Н О В А

Великие должны наклонять небо к людям, не снижая его уровня.

Cmanuaim Ежи Ящ

П ортреты великих людей обладают интересным свойством. Сначала молодые люди, изображённые на них, практиче­

ски неузнаваемы. Затем, от снимка к снимку, от рисунка к ри­сунку, проступают всё более знакомые черты, превращаю­щиеся наконец в канонические портреты из школьных и уни-

6 5

верситетских учебников. А истории создания всех этих разновозрастных портретов неред­ко полны пустячных событий, которые за­нимают внимание современников ровно столько времени, сколько длятся. Потомки же о них, как правило, и вовсе не вспоминают. Но иногда в этих пустячных событиях вдрут многозначительно отражается ход времени, и они навсегда остаются в хронологической летописи дел человеческих.

Один из таких случаев и произошёл в 1920 г. Тогда к уже известному художнику Кустодиеву явились двое молодых людей и довольно смело поинтересовались: почему это Борис Михайлович пишет только извест­ных и знаменитых? А не возьмётся ли он за портрет будущих знаменитостей? Не даром, конечно: его роскошный гонорар составят два мешка муки и петух в придачу. Кустодиев со­гласился: гонорар но тем голодным временам и впрямь был шикарным.

Будущее показало, что на этом парном портрете оказались изображёнными не про­сто знаменитости, а нобелевские лауреаты. К слову, их нобелевским лауреатством судьба распорядилась далеко не равнозначно: один из них получил свою бесспорно заслуженную премию значительно позднее другого. Зато портрет* достался именно ему. И почти на­верняка можно предположить, что он немало утешался этим.

Пока же они увлечённо работали, пред­ложив в том же 1 9 2 0 г. метод определения магнитного момента атома, практически реа­лизованный в опыте по разделению узкого пучка атомов серебра на две части, постав­ленном в 1922 г. Отто Штерном и Вальтером Герлахом. И очень гордились своим взаимо­пониманием. Доказательством тому могут служить строки письма, написанного одним из них своей матери из далёкого Кембриджа 8 ноября 1922 г.: «Мысль у меня делает боль­шие логические скачки, и мало людей, кото­рые быстро меня понимают. Аб. Ф. был одним из них. Колька — тоже» [1, с. 514].

Автором письма был Пётр Леонидович Ка­пица, а упомянутый в письме друг Колька полностью именовался Николаем Николаеви­чем Семёновым, о котором много позже весь­

ма поэтично писал уже сам «Аб. Ф.» Абрам Фёдорович Иоффе: «Лет 40 тому назад ко мне пришли два студента — Семёнов и Лукирский: хотим быть физиками. Из Лукирского дей­ствительно получился физик. А неспокойный прав Семёнова бросал его то в физику, то в химию, то в Ленинград, то в Москву, пока он не застрял на водоразделе химической физи­ки. И стал расти водораздел и вширь, и ввысь, обрастать дворцами и церквами, и загорелись в них огни и взрывы, зарезвились на просто­ре радикалы!» [2 ].

Вряд ли в этих словах содержится суще­ственное преувеличение: именно по настоя­нию Семёнова в 1931 г. при поддержке его коллег был создан Институт химической фи­зики Академии наук СССР; сам же Семёнов стал первым его директором: «В 1931 г. был создан под моим руководством новый институт, и я смог его целиком укомплектовать своими уче­никами... В нашей лаборатории бьши подго­товлены основополагающие работы по теории разветвлённых химических цепных реакций, теории теплового взрыва, тепловой теории пробоя диэлектриков, теории молекулярных пучков, по первому применению масс- спектроскопии в химии и многие другие» [3 ].

Мировое научное сообщество это оцени­ло: в 1956 г. H. Н. Семёнову совместно с Си­рилом Норманом Хинптелвудом была при­суждена упомянутая выше Нобелевская пре­мия по химии «за исследования в области механизма химических реакций». И свой обя­зательный постиремиальный лекционный час он должен был посвятить именно этому во­просу: «Теория цепной реакции открывает возможность ближе подойти к решению глав­ной проблемы теоретической химии — связи между7 реакционной способностью и структу­рой частиц, вступающих в реакцию... Вряд ли можно в какой бы то ни было степени обо­гатить химическую технологию или даже до­биться решающего успеха в биологии без этих знаний... Необходимо соединить усилия образованных людей всех стран и решить эту наиболее важную проблему для того, чтобы раскрыть тайны химических и биологических процессов на благо мирного развития и бла­годенствия человечества» [там же].

6 6

D P n /’ TI'r<yi'/-4«»»r тп . л іІГ ...____ *

Термин «цепные реакции» был далеко не нов: его предложил ещё в 1 9 1 3 г. немецкий химик Макс Боденштейн, обнаруживший, что в некоторых фотохимических реакциях один- сдинственный поглощённый фотон вызывает теоретически невозможное превращение де­сятков тысяч молекул. Это удивительное от­крытие резко противоречило общепринятому закону квантовой эквивалентности, сформу­лированному ранее Штарком и Эйнштейном, который утверждал, что при поглощ ении одного фотона химическое превращение мо­жет претерпевать только одна молекула. Для согласования своих «противозаконных» ре­зультатов с этим незыблемым утверждением Боденштейн вынужден был предположить, что при поглощении света возникает некая возбуждённая частица, которая и вызывает повторяющуюся последовательность темпо­вых реакций; образуется своеобразная цепь превращений.

Позднее, в 1916 г., Вальтер Нернст выска­зал предположение об атомарной природе активных частиц, предложив при этом теоре­тический механизм цепных реакций с уча­стием атомов хлора. В таких реакциях по­глощение фотона приводит к образованию из молекулы хлора двух атомов, вступающих в реакции с молекулярным водородом с об­разованием молекулы хлоротодорода и водо­родного атома. Последний же, в свою очередь, соединяется с молекулой хлора, тем самым вызывая к жизни ещё одну7 молекулу хлоро- водорода в совокупности с атомом хлора. И весь фокус состоит в том, что атом хлора, рождённый во второй реакции, полностью идентичен атому7 хлора, вступившему в реак­цию первую! А это означает, что последова­тельность первой и второй реакций при бла­гоприятных условиях может повториться огромное число раз, как повторяются звенья одной и той же цепи...

Любопытно, что само название таких ре­акций — неразветвлённые — появилось лишь после того, как Николай Семёнов описал цеп­ные реакции принципиально нового типа, названные им разветвлёнными. Их особен­ность состояла в том, что в результате цикла продолжения цепи возникали не только про­

дукты реакции, но и дополнительные актив­ные частицы. Такой цикл реакций и поныне называют циклом продолжения цепи с раз­ветвлением. В нём каждая из образованных частиц начинает новый цикл продолжения цепи с разветвлением. В результате этого ско­рость образования активных частиц, их кон­центрация и как следствие скорость реакции лавинообразно нарастают, и вся реакция за­вершается за доли секунды в режиме самовос­пламенения горючей смеси.

Иными словами, наблюдается резкий пе­реход от практического отсутствия реакции до её вспышки. Такой переход происходит при малом изменении температуры или дав­ления, изменении отношения поверхности сосуда к его объёму, добавках инертного газа. Все эти явления получили название предель­ных или критических, а соответствующее уравнение для скорости цепных реакций — имя Семёнова. Вполне очевидно, что, как раз­ветвлённые, могут протекать только экзотер­мические реакции: окисление водорода, паров фосфора и серы, метана и других углеводоро­дов, сероуглерода, силана и т. п. Небезынте­ресно отметить, что для всех этих реакций характерно существование так называемого полуострова воспламенения — области дав­лений и температур, при которых реакции протекают с воспламенением по уравнению Семёнова [4 , 5].

«Чтобы овладеть химической реакций, т. е. уметь оптимально её проводить — без вы­бросов вредных веществ (экологически чи­сто), энергосберегающе (без лишних затрат), высокосслективно (получается только то ве­щество, которое нужно), надо знать её меха­низм, т. е. надо понять механизм химического процесса, его физику. И Семёнов это понял, когда был ещё совсем молодым, поэтому и создал науку, которая называется химиче­ской физикой», — говорил в одном из своих интервью академик РАН Александр Евгенье­вич Шилов [6].

Справедливости ради следует всё же от­метить, что сам термин «химическая физика» впервые был предложен немецким химиком А. Эйкеном в 1930 г. Да и первую реакцию разветвлённой цепи в 1 9 2 3 г. наблюдали фи­

6 7

зики Г. А. Крамере и И. А. Кристиансен. Сту­денты H. Н. Семёнова столкнулись с ней лишь в 1 9 2 6 г., изучая окисление паров фосфора водяными парами. Но вряд ли это умаляет заслуги Семёнова.У

«Русская наука — часть большого европей­ского комплекса, но в то же время — автоном­ное явление внутри этого комплекса. Если строить систему культурных типов человече­ства, то в большом типе европейской культуры будет и русский тип. С конца восемнадцатого века началось бурное взаимодействие русско­го культурного типа и европейского культур­ного типа... Произошло слияние русского культурного центра и европейского. Русские физики приняли активное участие в перефа- сонивании физической картины мира от старой, классической картины с абсолютным детерминизмом к современной, значительно более свободной, интересной, богатой раз­личными возможностями, как теоретически­ми, так и практическими... Русский культур­ный центр создал вспышку великих русских учёных в конце девятнадцатого — начале двад­цатого века», — соверш енно справедливо утверждал Н. В. Тимофеев-Ресовский [7 , с. 39].

А от химической физики и биохимии было рукой подать до физико-химической биоло­гии. По словам А. Е. Шилова: «Жизнь включает всё — и химию, и физику, и биологию. И если мы хотим понять жизнь во всей её сложности, а нет ничего более интересного и важного для всех нас, то естественно, что и наука появи­лась такая — биохимическая физика... Посмо­трим на природу, на тот же процесс фото­синтеза. Природа умеет осуществлять хими­ческие процессы идеально, именно тақ как мы и хотим... В случае с биохимической ф и­зикой... практическое применение было ясно, как нигде. Если мы разберёмся, как химиче­ские процессы происходят в живых организ­мах, то мы, конечно, лучше поймём, как лечить болезни. Есть молекулярные основы этих бо­лезней. И когда мы будем понимать их, то сможем лучше других найти лекарства» [6].

Любопытно, что практически то же самое утверждал и один из основоположников иа- трохимии, автор медицинского труда под названием «Великая астрономия, или сово­

купная прозорливая философия большого и малого мира» Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, более известный под греко-латинским именем Парацельс [8 , с. 92 ]. С его точки зрения, функционирование жи­вого организма есть химический процесс, а призвание алхимика заключается в изготов­лении лекарств, дающих людям исцеление.

По мысли Парацельса, с возрастом в ор­ганизме нарушается правильное течение определённых химических реакций, и для его нормального функционирования необходима их коррекция. Всего замечательнее, что в све­те современных научных открытий теория Парацельса выглядит вполне обоснованной. По-видимому, можно даже утверждать, что своё второе рождение она обрела во взглядах выдающегося патофизиолога XX в. академика Александра Александровича Богомольца, счи­тавшего, что в основе процессов старения лежит изменение структуры белков, нарушаю­щее работу' клеток и тканей организма [там же, с. 4 1 7 ].

«Неспокойный» Семёнов очень быстро понял, что будущее естествознания состоит в изучении физической сущности химиче­ских процессов в биологических и других молекулярно-организованных системах.

Яблоко спелое вижу — великое чудо природы.Сколь совершенно оно,

сложно и вместе с тем просто.Аппроксимирует форм}' его эллипсоид вращенья,Сложных красителей ряд кожицу

сделал багряной.Было цветком оно.

Клетки хранили набор хромосомный.Пестик, тычинки, мейоз, и уже ДНК, распле таясь,Передала информацию

фермептатик i ? ым системам.Там АТФ созревала в тиши митохондрий.И на поверхностях шёл

ферментативный катализ.іМожет, ценные процессы,

а может — без них обошлося.Химия с физикой вместе,

с биологией тесно сплетаясь,Дивную эту создали загадку.Я ведь давно говорю — надо учиться у природы!

Эти слова Семёнова в действительности никогда им не произносились: их сочинили

6 8

для одного из капустников в Институте хими­ческой физики РАН, который, кстати, носит его имя [6 ]. К слову, в том же самом капустни­ке, посвящённом истории института, звучало забавное «пророчество Семёнова», в котором упоминались друзья, коллеги и ученики: «Я создам Институт химической физики, Ду- бовицкий построит Черноголовку7, а Гутсак — форкамерный двигатель. У меня будут зять Гольданский и любимый ученик Эмануэль. А потом, может быть, даже и Саша Шилов!» [там же]. Излишне говорить, что это «проро­чество» в точности сбылось. Замечательная семёновская школа добилась выдающихся достижений и приобрела мировую славу.

«Жаль, что работал он в области химиче­ской физики, а не в сфере отношений меж­ду людьми. Цепные реакции взаимопонима­ния, сострадания, добра... Может быть, тео­ретическое обоснование их помогло бы найти кратчайший путь к воспламенению любви человека к человеку и взрыву душев­ной щедрости», — писал о H. Н. Семёнове Юрий Рост [9 ].

Возможно, Николай Николаевич и вправ­ду задумывался об этом. Иначе зачем участво­вал бы он в Пагуошском движении? Крупней­ший специалист в области взрывных техно­логий, внёсший заметный вклад в осущест­вление отечественного ядерного проекга, он не мог не понимать всех тяжелейших послед­ствий ядерных конфликтов: «Человечество находится ещё па ‘‘детской” стадии своего развития. Всего десятки тысяч лет отделяют нас от первобытного состояния, и всего не­сколько сотен лет — от начала развития есте­ствознания как науки. Чсловсчсскис знания, культура и мудрость будут непрерывно раз­виваться и совершенствоваться. Весь вопрос в том, чтобы в современном, ещё “детском” состоянии человечество не совершило непо­правимых ошибок» [3 ].

...Отт прожил долтую жизнь. Современники утвервдали, что он мог часами о ней расска­зывать. Интересно и увлечённо. А ещё он умел слушать. Наверное, это умеют многие. «Но так живо включаться в дело, входя во все детали, нетерпеливо ждать нового результата, не да­вая покоя ученикам, из известных мне людей

мог только H. Н. Семёнов», — вспоминал А. Е. Шилов [там же].

«Дед любил компанию и весёлое застолье. Часто на выходные или на праздники соби­рались миогочислешпле друзья, родственни­ки и ученики — сотрудники созданного им Института химической физики. Ile обладая хорошим слухом, дед тем не менее любил петь. Мне запомнилось, как он поёт песню “Ах, Самара-городок”.

Дед часто смеялся — негромко, по очень заразительно. Ещё чаще он щурился и улы­бался в усы», — говорил о Николае Николае­виче один из его внуков, доктор биологиче­ских наук А. Ю. Семёнов [там же].

...Человек уходит, его мысли остаются, об­ретают самостоятельную жизнь, взрывают новые пласты бытия, подчиняя их воле и раз­уму последующих поколений. Быть может, это тоже есть «цикл продолжения цепи с развет- шіением»? По крайней мере, выглядит похоже. И побуждает к анализу соответствующих «предельных» явлений, ответственных за ко­нечный результат — «вспышку высокосслск- тивного понимания». ■

ЛИТЕРАТУРА1. Данин Д. С. Резерфорд. — М.: Молодая гвардия,

1966.2. К 110-летию со дня рождения. «Тринадцать плюс...»

Академик Николай Семёнов. 15.04.06. Семёнов Николай. Цепная реакция познания. — http://www.tvkultura.ru/issue. html?id=35415.

3. Шилов А. Е. Николай Семёнов и его роль в нау­ке. — http://www.chph.ras.ru/semenov.html.

4. Пурмапь А. П. Цепные реакции //СОЖ. — I998. — № 6. - С . 35-41.

5. Семёнов H. Н. Цепные реакции. — Л.: Госхимтех- издат, 1934.

6 . Новосад Е. Большая революция «малых доз». — http://old.lgz.ru/archives/html_arch/lg232001/society/ail9. htm.

7. Гранин Д. А. Зубр / / Роман-газета. — 1988. — № 21.

8 . Энциклопедия для детей. — Т. 18. Человек. — 4.1. Происхождение и природа человека. Как работает тело. Искусство быть здоровым / Гл. ред. В. А. Володин. — М.: Аванта+, 2002.

9. Рост Ю. Визит к нобелевскому лауреату. — http:// www. novayagazeta ru/data/2004/34/06. htm I.

6 9

А. Г. ГиндинаСШ № 15, г. Апатиты, Мурманская обл.

Д А Й Т Е П Л А Н Е Т Е Ш А Н С !

П редлагаю сценарий интегрированной (география - эко­логия — химия) деловой игры, позволяющей установить

причинію-следствеііныс связи между деятельностью человека и её последствиями, обобщить и расширить знания старше­классников об антропогенном загрязнении окружающей сре­ды, заставить их задуматься о путях выхода из кризисной экологической ситуации. Игра проходит в форме выездного заседания суда.

Цель игры : осознание учащимися необходимости измене­ния отношения населения к окружающей среде.

Участ ники игры: председатель суда, судьи, эксперты, свидете­ли обвинения и защиты, прокурор, секретарь. Земля, человек.

Х од игры

Секретарь. Встать! Суд идёт!Председатель суда. В открытом выездном судебном засе­

дании слушается гражданское дело о безответственном от­ношении человека к природе Земли, выражающемся в её уничтожении и нарушении экологического равновесия.

Секрет арь предст авляет судей.

Судья. Слово для заявления предоставляется истцу - пла­нете Земля.

Земля. Вращаясь в космосе, « плену своей орбиты.Не год, не два, а миллиарды лет,Я так устала: ш оіъ моя покрыта Рубцами ран — живого места нет.

Терзает сталь мос земное тело,И яды травят воды чистых рек,Всё то, что я имею и имела.Своим добром считает человек

Мне ис нужны ракеты и снаряды.А ведь иа них идет моя руда!

7 0

А что мне стоит только штаг Невада,Его подземных взрывов череда!

Зачем друг друга люди так боятся,Что позабыли о самой Земле?Ведь я могу погибнуть и остаться Обугленной песчинкой в дымной мгле.

Не потому ли, загораясь мщеньем,Я против сил безумных восстаю И, сотрясая твердь землстряссньем,На все обиды свой ответ даю?

И не случайно грозные вулканы Выплёскивают с лавой боль Земли: Очнитесь, люди! Призовите страны.Чтобы меня от гибели спасли.

(С М и х а л ко в )

Председатель суда. Суд просит независи­мых экспертов представить биографическую справку и характеристику обвиняемого.

Эксперт. В ходе тщательного расследова­ния дела наша группа собрала материал об истории развития человека, его роли в при­роде. Представляем этот материал суду.

В конце кайнозойской эры в ряде обла­стей планеты произошли важные изменения климата — началось его похолодание и осу­шение. На смену лесам пришли открытые пространства. Живые организмы, ранее оби­тавшие в лесах, перешли на открытые про­странства и приобрели новые свойства и при­знаки: развилась строительная деятельность, возник кочевой образ жизни, начались ми­грации, увеличились размеры стада. На смену ночному образу жизни пришёл дневной, усложнились иерархические связи в стаде, сторожевые функции стали выполнять пооче­рёдно все его члены.

Учёные полагают, что предки человека — лесные животные - в новых условиях по­пали в трудные обстоятельства. Главными из них были исчезновение многих растений фонических лесов, которые служили пищей, невозможность хищничества из-за отсут­ствия клыков, когтей как средства нападения, низкая скорость передвижения, низкая рож­даемость, длительное время, необходимое для развития детёнышей. Это привело к раз­витию у предков человека, по мере освоения наземного образа жизни, признаков челове­

ческого рода. К ним относятся возникнове­ние прямохоздения, усложнение орудийной деятельности, совершенствование строения руки, усложнение нервной системы.

С точки зрения геологии это произошло совсем недавно. Человек — молодой биоло­гический вид. Почти 4 млрд. лет существует жизнь на Земле. И всего лишь 2 млн. лет на­зад на планете появился человек. Тем ие ме­нее умственные способности человека зна­чительно превосходили умственные способ­ности животных, что обеспечивало ему успех в борьбе за существование. Естественный отбор благоприятствовал развитию челове­ческого мозга. У представителей древнейших людей — австралопитеков — лицо было уже относительно плоское, надбровные дуги вы­ступали вперёд, значительную часть лица занимала нижняя челюсть. Жили они на от­крытых пространствах и имели сложную ие­рархию.

Именно у австралопитеков зародилась орудийная деятельность как форма биологи­ческой адаптации и новый этап эволюции. Учёные полагают, что первое каменное ору­дие было изготовлено около 3 млн. лет назад. На этом этапе стадо предлюдей стало при­обретать черты человеческого общества, а предлюди — черты людей. Зародились разнообразные способы коммуникации, раз­вивалась дневная активность, человек начал использовать огонь. Использование огня — первый антропогенный фактор. Первое ко­стрище привело к первым неблагоприятным последствиям для живого. Неандерталец уже строил жилище — хижины на 1 0 - 1 2 особей, научился жить в любом климате. Развитие земледелия, одомашнивание животных со­провождались вырубкой лесов, выпасом ско­та и заготовлением кормов, что привело к изменению экосистемы.

Примерно 8,5 тыс. лет назад впервые был выплавлен металл. Началось развитие ремё­сел, а затем промышленности. Появились города, росла техническая вооружённость человека, развивалось искусство, книгопеча­тание. Человек приобрёл способность осваи­вать мир универсально, преобразовывать природ}7.

71

Председатель суда. J Іриглашаем первого свидетеля обвинения.

Свидетель обвинения. Воздействие чело­века на природу приобрело громадные мас­штабы, что привело к сокращению террито­рий, занимаемых естественными экосистема­ми: 9 - 1 2 % поверхности суши распахано, 2 2 - 2 5 % составляют полностью или частично окультуренные пастбища. Протяжённость до­рог иа планете равна длине 458 экваторов. Густота дорог — 24 км на каждые 100 кв. км. В одних лишь промышленно развитых стра­нах, по данным ООН, под бетоном строящих­ся автострад, населённых пунктов, аэропор­тов ежегодно исчезает более 3 тыс. кв. км ландшафта.

Человек потребляет продукцию суши, уменьшая долю естественных потребителей. Биомасса человечества и домашних живот­ных составляет 1 5 - 2 0 % от биомассы всех наземных животных, однако они потребляют четверть растительной продукции суши.

Человек истощает запасы энергии, нако­пленные в «туниках» биосферы (невозобнов­ляемые виды сырья — газ, нефть, уголь). Со­временное человечество расходует потенци­альную энергию биосферы почти в 1 0 раз быстрее, чем происходит её накопление в ре­зультате деятельности организмов, связываю­щих солнечную энергию на Земле.

Человек использует ресурсы Земли. Он ежегодно извлекает около 1 0 0 млрд. тонн руды, горючих ископаемых и другого сырья, что составляет 25 т на каждого жителя плане­ты. При этом 9 6 - 98% добываемого сырья идёт в отходы. На одного жителя крупных городов приходится 1 т мусора (пшцейого и бытово­го), который практически не перерабатыва­ется; 6 млрд. тонн твёрдых отходов выбрасы­вается за год в океан.

Ежегодно в биосф еру попадает 6 9 - 90 млн. тонн нефти и нефтепродуктов, а в атмосферу — 20 млн. тонн углекислого газа. В результате сжигания топлива растёт кон­центрация свинца в воздухе и почве, окси­ды серы и азота поступают в атмосферу, образуя кислотные дожди. Попадая в почву, они снижают её плодородие, изменяют кис­лотность, подавляют жизнедеятельность бак­

терий, уменьшают численность дождевых червей.

Усиливается физическое загрязнение био­сферы — шумовое, тепловое, световое, радиа­ционное. Растёт запылённость воздушной среды.

Таким образом, человек не заботится о Зем­ле, об окружающей его природе, поэтому не­обходимо привлечь его к ответственности.

Председатель суда. Приглашаем свидете­ля обвинения от Мурманской области.

Свидетель обвинения от Мурманской области.

Под Мончегорском умирает лес.Пытаясь уползти:Сухие корни землю царапают.Сухие ветки — небо.Качаются над Имандрой полночной дымы, Как разноцветные знамёна.Одно лиловое, как туча грозовая,Другое бурое, как хвоя мёртвых веток,А третье — полинялое, как наша Уже готовая к уступкам новым совесть.

(П. Б еспрозванная)

На Кольском полуострове не происходит улучшения экологической обстановки. Гор­ные разработки разрушают почву, растёт загрязнение вод суши и морских акваторий, деградируют лесные массивы, нарушается режим охраняемых территорий области.

Страдает от деятельности человека атмо­сфера. Всего в іМурмаиской области насчи­тывается 4 ,5 тыс. источников загрязнения атмосферы. В первую очередь следует назвать предприятия цветной металлургии, химиче­ской промышленности, нефтехимии. Далеко не все они оборудованы системами очистки выбросов.

Значительный вклад в загрязнение воз­духа вносят тепловые электростанции. ТЭЦ мощностью 2000 МВт ежедневно выбрасыва­ет 42 тыс. тонн углекислого газа, 600 т кис­лотных газов, Ю т аэрозолей.

В загрязнении воздуха на 50% виноват автотранспорт. Один легковой автомобиль поглощает из атмосферы в среднем около 4 т кислорода, выбрасывая с выхлопными газами около 800 кг углекислого газа, около 40 кг оксидов азота и 2 0 0 кг углеводородов.

7 2

Над городом, над городом — дымы, дымы, дымы. Простуженными горлами их поглотаем мы.Не ведая опасности, молчим и дышим. Трудно.Ни синевы, ни ясности — всё трубы, трубы, трубы. От копоти, загара ли черным-черны до пят, Огромными сигарами котят, коптят, коптят...

Загрязняется и гидросфера. На террито­рии Кольского полуострова более 110 тыс. водоёмов. Из них 45 находятся под постоян­ным контролем, лишь 1 6 можно отнести к ка­тегории условно чистых. Продолжается опас­ное загрязнение вод Кольского залива. Про­мышленные и хозяйственные стоки, сбро­шенные в поверхностные водные объекты, содержат нефтепродукты, сажу, формальде­гид, фенолы и другие ядовитые вещества.

Если клубы дыма засоряют воздух, если сточные воды загрязняют реки, то страдает не только природа, болеет и страдает чело­век. Вот почему то, что мы называем охра­ной природы, в конечном счёте — охрана человека.

Махнуть бы вёрст за тысячу в родимое село,И, может, там отыщется чудесный уголок,Где травы брызжут соками, где буйствует весна,Где небеса высокие и даль ясным-ясна. Надышимся там вволюшку мы воздухом лесным, Набродимся по полюшку, по пожням заливным.Но вздрогнем, как от холода, едва представим мы: А ссли к нам из города вдруг долетят дымы?

Председатель суда. Слово имеет следую- лий свидетель обвинения.

Свидетель обвинения. Деятельность че­ловека стала грозным факгором, угрожающим :үществованию многих видов растений и эттвотных. На сегодняшний день в биосфере нашей планеты обитаег аг 5 до 1 0 млн. видов эістений и животных. С 1б00 г. исчезли 36 ви- лов млекопитающих и 94 вида птиц. Если 400 лет назад биосфера теряла примерно по

дному виду млекопитающих и птиц за три• эда, то в наше время вымирает в среднем по одному виду каждые восемь месяцев, а по чнению ряда учёных, ежечасно вымирает лин вид растений или животных. За послед­

ние 15 лет исчезло не менее 4 видов млеко­питающих, в угрожающем положении оказа- шсь 78 видов (21 ,8%). В XXI в., как свидетель- .тзуют данные Всемирного фонда дикой

природы, возможно, исчезнут десятки тысяч видов растений и животных. Мы можем ока­заться перед лицом катастрофического обе­днения живой природы Земли.

Живое вещество биосферы — посредник между Солнцем и нашей планетой. Фотосин­тезирующие зелёные растения улавливают солнечігую энергию. Из общего числа видов организмов 7 9 % приходится на животных, лишь 2 1 % — на растения, биомасса же их со­ставляет менее 1% биомассы Земли. Растения выполняют важнейигую роль — перерабаты­вают в потенциалыгую энергию урожая столь­ко солнечной энергии, сколько могли бы дать за тот же срок 2 0 0 тас. самых мощных со­временных электростанций. Каждый год рас­тения ішанеты усваивают примерно 1 5 0 млрд. тонн углерода и выделяют в атмосферу 4 0 0 млрд. тонн кислорода. Химические заво­ды могли бы выработать такое количество продукции примерно за 100 лег. Все живые существа — бактерии, грибы, животные - за­висят от растений, потребляя созданные ими вещества. Поэтому так опасна гибель даже одного-единственного вида растений: она означает угрозу существованию 1 0 -3 0 видов живых сущесгв.

Лоси, олени, косули и кабаны, птицы и на­секомые гибнут на дорогах под колёсами ав­тотранспорта. Полевые работы приводят к ги­бели тетеревов, зайцев, перепелов в большей мере, чем охота. Миллионы перелётных птиц сгорают в газовых факелах, где сжигают от­ходящие газы при добыче нефти. Животные гибнут в разливах нефти, на проводах и опо­рах линий электропередач (степные орлы, могильники, беркуты), при проглатывании пластиковых предметов, плавающих в море (морские черепахи), в рыболовных сетях (дельфины, тюлени).

Человек разрушаег живой мир, хищниче­ски и беспощадно уничтожаег его ради сию­минутных интересов. На наших глазах про­исходит гигантское обеднение генофонда биосферы вследствие вымирания видов, со­кращения их популяционного разнообразия и численности особей во всех сокращающих­ся но территории популяциях. Это создаёт угрозу непредсказуемых эволюционных по­

7 3

следствий. Природные ресурсы, необходимые для выживания человека и стабильного раз­вития, всё в большей степени разрушаются или истощаются. Равновесие биосферных процессов, нарушаемое хозяйственной дея­тельностью человека, восстанавливается мед­леннее, чем раньше. Адаптационные механиз­мы биосферы работают на пределе.

Считаю, что человек должен быть нака­зан за свое антиобщественное и антигуман­ное поведение в природе. Если он не хочет жить в дружбе с природой, то пусть покинет этот мир.

Председатель суда. Приглашаем свидете­ля защиты.

Свидетель защ иты . Хочу сказать, что проблемы природы заботили человека с дав­них времён. Природоохранная деятельность уходит своими корнями в далёкое прошлое. Первоначально она была связана с интере­сами правящей семьи и носила преимуще­ственно запретительный характер. Со време­нем крут охраняемых объектов расширился от охотничьих угодий до разнообразных природных сообществ, почв и живых орга­низмов.

Однако запретительные меры приносили лишь временные результаты. В XX в. их уже было недостаточно, чтобы сбсрсчь жизнь на планете. Поэтому природоохранная деятель­ность человека развивается и усложняется. Переход к рыночной экономике требует на­ращивания темпов экологических исследова­ний в России, вывода их на качественно но­вый уровень.

Таким образом, человек не устраняется от решения экологических проблем. Однако эти вопросы решаются недостаточно энер­гично.

Дело в том, что в нашей стране принята система налогов для промышленных пред­приятий за загрязнение окружающей среды. При этом установлены два вида нормативов: плата за предельно допустимые выбросы за­грязняющих веществ в природную среду и за их превышение. Плата за загрязнение должна производиться ежеквартально за счёт при­были или за счёт всех имеющихся средств. Эти платежи предприятия перечисляют на

специальные счета местных фондов охраны природы, они должны расходоваться иа про­ведение природоохранных мероприятий. В связи с тем, что многие предприятия сейчас работают не на полную мощность, неплатежи и как результат отсутствие денег на счетах этих предприятий приводят к задержке вы­платы экологического налога. Таким образом, экологический кризис усиливается экономи­ческим.

Забыты экологические митинги и акции в защиту природы. Материальные проблемы отодвинули на задний план заботы о том, чем мы дышим и что едим, некогда подумать и о собственнохм здоровье. Деньги, которые долж­ны идти на оздоровление окружающей среды, местные власти отдают то на закупку топлива, то на приобретение продовольствия, утверж­дая, что сегодня это важнее и нужнее.

Таким образом, решение экологических проблем — не такая простая задача. К сча­стью, есть люди, которые не оставляют при­роду без внимания, — это экологи. Именно их усилиями решаются многие экологические проблемы.

Председатель суда. Слово имеет второй свидетель защиты.

Свидетель защиты. Уважаемый суд! Счи­таю, что обвинения человека в разрушении генофонда планеты необъективны. Да, чело­век использует землю в хозяйственных целях, но путём исключения части земель из хозяй­ственного оборота он создаёт охраняемые территории (ботанические сады, заповедни­ки, заказники и др.), пытаясь сохранить гено­фонд планеты. Так, на Кольском полуострове атцествуют 3 государственных заповедника, 13 заказников, 30 памятников природы. Все вместе они занимают 10% территории Мур­манской области.

Сохранить генофонд удаётся и на месте обитания. Например, были сохранены десят­ки видов: в СНГ — глухарь, норка, сайгак, бобр, кулан; в Дании, Канаде, США, России — белый медведь; в Польше, Белоруссии, России, Германии — зубр; в Польше — бенгальский тигр; в Швейцарии — белый аист.

Идёт поиск технологических мер сохране­ния богатства генофонда вне мест обитания:

7 4

создаются банки генов, ботанические сады, зоопарки, коллекции. К таким центрам отно­сятся и рыбоводные заводы, сохраняющие и приумножающие количество ценных рыб.

В зоопарках сокращается число видов жи­вотных, но увеличивается количество особей каждого вида, возникают размножающиеся группы животных — целые семьи. Сейчас в мире 7 видов млекопитающих сохранены только в зоопарках, в природе их нет. По­следняя лошадь Пржевальского погибла в Монголии, но эти животные остались в зоо­парках, и сейчас их около 30 0 . Амурских ти­гров на воле осталось около 2 0 0 , в зоопар­ках — вдвое больше.

В августе 1997 г. на Кольском полуострове прошла конференция, на которой обсуждал­ся вопрос создания первого в Мурманской области национального парка «Хибины» на тер р и то р и и Л овозёрски х и Х ибинских тундр, где расположены места обитания ред­ких и охраняемых видов животных, ценные природные и исторические объекты. В Рос­сийской Федерации уже существуют и успеш­но функционируют более 3 0 национальных парков.

Государства и научные учреждения созда­ют специальные центры выживания: Аскания- Нова (Украина), зоопарк Дж. Даррелла на острове Джерси (Великобритания), Окский журавлиный питомник (Россия) и др. Таким образом человек борется за сохранение гено­фонда.

Начиная с 1970 г. 22 апреля во всём мире празднуют День Земли. Его организаторы стремились положить начало экологическому движению, которое изменило бы практику промышленного производства и структуру потребления. Однако чтобы достичь устойчи­вого развития, необходимы фундаментальные изменения в сознании и принципах поведе­ния отдельных людей, сообществ и стран. Возникла идея подготовки Хартии Земли — кодекса поведения людей, своеобразного ана­лога Всеобщей декларации прав человека в области окружающей среды и развития. Работа над этим документом продолжается.

Итак, мнение о том, что человек не забо­тится о Земле, не соответствует действитель­ности.

Председатель суда. Приглашается третий свидетель защиты.

Свидетель защиты. Некоторые предпри­ятия с успехом решают экологические про­блемы. Например, на Кандалакшском алюми­ниевом заводе установили уникалыште очист­ные сооружения. Отработанные газ и вода очищаются на 99%. Сегодня над заводом вме­сто тёмных столбов дыма поднимается только белое облачко. Завод больше не платит штра­фы за загрязнение окружающей среды.

Кроме того, для проведения природоох­ранной деятельности необходимы подготов­ка специалистов и участие негосударствен­ных организаций. Опыт создания таких ор­ганизаций есть. К ним относится, например, Гринпис.

Председатель суда. Слово предоставляет- ся пострадавшей — Земле.

Земля. Прошло уже около 2 млн. лет с тех пор, как появился на Земле человек. Он стал мнить себя господином и поработил меня. И только от него зависит, сохранится ли жизнь на Земле. Николай Рерих говорил, что самая большая ценность в мире жизнь: чужая, своя, жизнь животных и растений, жизнь культуры, жизнь на всём протяжении — и в прошлом, и в настоящем, и в будущем. Прошу вас, остановите уничтожение приро­ды, пока не стало слишком поздно. Дайте планете шанс!

Председатель суда. Слово обвиняемому — человеку.

Человек. Я признаю выдвинутые против меня обвинения и прошу дать время на устра­нение причинённого мною вреда.

П редседатель суда. С заключительным словом выступит прокурор.

Прокурор. Земля — наш дом. Четыре стол­па служат ему опорой: население, природные ресурсы (окружающая среда), экономическое и социальное развитие. Неравномерное из­менение одного из столпов приводит к по­тере устойчивости. Современная ситуация такова, что один из них — окружающая сре­да — всё быстрее преображается. Изменяются физические параметры, химический состав природной среды и биологическое окруже­ние человека. Обедняется видовое разнообра-

7 5

зие природных экосистем, страдают эстети­ческие свойства окружающей среды. Сотни видов живых существ исчезли по вине чело­века. Сегодня «слабый» человек вооружён мощной техникой, и природа гибнет под его натиском, человек превратился из созидателя в разрушителя. Более 60% населения обитает в городах, экологическая ситуация в которых резко отличается от природной. Крупные го­рода подобны действующим вулканам по ко­личеству выделяемых дымов, газов, отравляю­щих веществ. Возникло противоречие между приспособленностью человека к определён­ным свойствам и показателям среды и всё ускоряющимися изменениями этих свойств и показателей.

Проблемы голода, энергетики, использо­вания ресурсов Мирового океана, опустыни­вания, чисгой воды, ядерной войны - всё это экологические проблемы. Они требуют сроч­ного разрешения. Беда в том, что такие усло­вия невыносимы и для самого человека.

Я предлагаю осудить человека за нежела­ние думать о будущем. Но нет необходимости требовать у суда сурового приговора для под- судимого, он сам вынес себе приговор. Дж. Даррелл писал: «Наш мир так же сложен и так же уязвим, как паутина. Коснёшься одной паутинки, и дрогнут все остальные. Л мы не просто касаемся паутины — мы остав­ляем в ней зияющие дыры, ведём, можно ска­зать, биологическую войну7 против окружаю­щей среды. Без нужды сводим леса, создаём очаги пыльных бурь и ветровой эрозии, из­меняем тем самым климат. Засоряем реки промышленными отходами, загрязняем моря и океаны, атмосферу; с нашей близорукостью, нашей алчностью мы в ближайшие полвека, а то и раньше станем виновниками того, что на Земле будет просто невыносимо жить». Планета в целом, биосфера и общество эко­

логически неделимы, поэтому экологические проблемы выступают как общечеловеческие. В каждом регионе они проявляются и реша­ются по-своему, в зависимости от типа эко­системы , конкретны х географ ических и социально-экономических условий. Локаль­ные экологические ситуации могут быть ре­шены только с учётом глобального подхода.

Судья. Оглашаем решение суда.Человек натворил много бед, но сам себя

наказал за них. Осудить самого человека нельзя, можно осудить лишь его ошибочные действия.

Выслушав выступления, суд выносит ре­шение: учитывая молодость биологического вида «Человек разумный», вынести человеку общественное порицание за безответствен­ное отношение к природе. Обязать его:

• при удовлетворении нужд сегодняшнего поколения не лишать будущие поколения воз­можности удовлетворять их потребности;

• давать правдивую и оперативную ин­формацию в прессе о состоянии окружающей среды;

• применять эффективные технологии при использовании невозобновляемых ресур­сов (уголь, нефть, газ, вода, минералы);

• разрабатывать и внедрять безотходные технологии;

• разумно использовать энергию солнца, ветра;

• формировать экологическую культуру людей, начиная с детского возраста.

Надеемся, что пройдёт совсем немного времени, и самые жестокие, рациональные и практичные люди заговорят о добродетели, морали, щедросги и любви.

Секретарь. Судебное заседание объявля­ется закрытым. ■

В Н И М А Н И Ю Ч И Т А Т Е Л Е Й !На сайте научной электронной библиотеки представлено краткое содержание статей, опу­бликованных в журнале «Химия в школе» на русском и английском языках. Для ознакомления с этими материалами необходимо лишь войти на этот сайт по адресу http://elibrary.ru.

7 6

ГОТОВИМСЯ К ИЗУЧЕНИЮ х и м и иО. Э. АнацкоГимназия № 399, Санкт-Петербург

К о м а н д н а я и г р а

« Э К О Л О Г И Ч Е С К И Е

М А Р К И Р О В К И »

Д ля учащихся 3 - 7 -го классов я провожу игру «Экологические маркировки». Она

рассчитана на один урок (4 0 - 4 5 мин), Эта игра не только знакомит школьников с эко­логическими маркировками, но и способству­ет развитию их умения работать с информа­цией, представленной в виде символов.

Для демонстрации презентации в ходе игры необходим мультимедийны й п р о ­ектор.

Класс делим на 4 - 5 групп. Pïrpy проводит учитель, подсчитывать количество баллов, заработанных каждой командой, ему помога­ют один или два помощника из числа уча­щихся.

Ц е ли игр ы : ознакомить учащихся со зна­ками экологической маркировки; формиро­вать умения применять приёмы логического мышления, работать с символьной информа­цией; развивать грамотную устную и пись­менную речь; создать условия для развития коммуникативной культуры, диалогической речи учащихся.

Х о д игры

Учитель. Мы приобретаем большое коли­чество разнообразных товаров. И практиче­ски все они упакованы.

Д е м о н ст р а ц и я слайда 1: н а ф оне п е й за ж а предст авлены образцы у п а к о в а н н ы х т оваров.

? Зачем нужна упаковка? (Для того, чтобы товар выглядел привлекательнее, дольше хра­нился, чтобы его было удобнее перевозить и переносить.)

? Но вот мы использовали товар. Что же происходит с упаковкой? (Мы её выбрасы­ваем.)

А дальше упаковка, превращённая в мусор, лежит на свалке (это в лучшем случае), или портит вид нашего двора.

Д е м о н с т р а ц и я с л а й д а 2 : ф о т о г р а ф и я п ереполненного м ус о р н о го ко н т е йн ера , о к р у ­ж ё н н о г о р а зб р о с а н н ы м м усором .

Давайте подробно рассмотрим упаковки. Что на них изображено и написано? Конечно, название товара, ею состав и описание. Есть также разные загадочные значки, как, нанри- мер, на бугылках с лимонадом и минеральной водой, на пачках с молочными продуктами. Что же они означают? 'Зто вы и узнаете сегодня.

На упаковке многих товаров встречаются з н а к и э ко л о г и ч е с ко й м а р к и р о в к и . Право ис­пользовать их получают только компании, прошедшие экспертизу и доказавшие эколо­гическую безопасность и высокое качество своей продукции. Одни знаки экомаркировки для упаковочны х м атериалов свидетель­ствую!4, что утилизация этих материалов без­вредна для окружающей среды. Другие при­зывают нас ие сорить, сдавать использован­ные изделия на переработку, поддерживать различные природоохранные инициативы. Третьи предупреждают о веществах и мате­риалах, опасных для окружающей среды, или, наоборот, указывают на отсутствие в упако­вочном материале веществ, приводящ их к уменьшению озонового слоя.

Итак, э к о л о г и ч е с к а я м а р к и р о в к а — ком­плекс сведений экологического характера

7 7

о продукции, процессе или услуге в виде тек­ста, отдельных графических, цветовых сим­волов (условных обозначений) и их комби­наций. Она наносится в зависимости от кон­кретных условий непосредственно на изде­лие, упаковку (тару), табличку, ярлык (бирку), этикетку или указывается в сопроводитель­ной документации.

Д ем онст рация определения н а слайде 3 .

Рассмотрим наиболее распространённые иа мировом и европейском рынках символы.

Д емонст рация слайда 4> на кот ором пред­ст авлены наиболее расп рост ранённы е з н а ки эко м а р ки р о вки .

Команды в течение 5 -7 мин выполняют письменно задание. 1 .

1 . Рассмотрите символы экологической маркировки упаковок и предположите, что они означают. При выполнении задания можно использовать энциклопедии и справочники.

Затем каждая команда зачитывает свой вариант ответа.

Расшифровка знаков экомаркировки

Знак Что обозначает

ВЭтот знак изначает, что упаковку следует выбросить в урну. Рядом с ним иногда пишут: «Содержи свою сірану в чистоте!» или просто «Спасибо»

5 ?Знак, на котором нарисованы бокал и вилка, говорит о том, что товар изготовлен из нетоксичного материала и может соприкасаться с пищевыми продуктами

Такой знак ставят на упаковке, изі отовленной из переработанного материала (Recycled) или пригодной для переработки (Recyclable). Производителям рекомендуется рядом со знаком уточнять гроцент «вторичности», например: «Изготовлено на 95% из переработанного картона». На немецких картонных упаковках иногда можно встретить ещё и такую фразу: «Плоско сложен­ная, я становлюсь макулатурой. Спасибо»

...

МОДИСТОКҮжизии

Так выглядит первая российская экомаркировка «'Листок жизни» — товарный знак экологического качества продукции, появившийся в 2001 г. в Санкт-Петербурге. Чтобы маркировка соответство- вала требованиям стран Евросоюза, России нужно вступить во Всемирную ассоциацию по экологической маркировке «Глобал эколейблинг нетворк» (GEN) и получить от Европейского сообщества признание российского природоохранного законодательства

ЖЗнак «Не выбрасывать! Сдать на специальный пункт по утилизации» указывает на необходимость собирать и сдавать использованные источники питания (батарейки и аккумуляторы), содержащие некоторые опасные вещества, например ртуть, кадмий, свинец

<3

Знак в виде треугольника из трёх стрелок, означающий замкнутый цикл (создание — примене­ние — уіилизация), указывает, что данная упаковка пригодна для последующей переработки. Внутри треугольника обычно одна или две цифры. Они говорят о ~ипе материала (1-19 — пластик, 20-39 — бумага и картон, 40-49 — металл, 50-59 — древесина, 60-69 — ткани и текстиль,70-79 — стекло). Под треугольником (а иногда и внутри его) может стоять буквенный код пластика. Такая кодировка упрощает сортировку и переработку вторсырья. Цифрой 1 обозначают полиэтилентерефталат (РЕТ), 2 — полиэтилен высокой плотности (НОРЕ), 3 — поливинилхлорид (PVC), 4 — полиэтилен низкой плотности (LOPE), 5 — полипропилен (РР). 6 — полистирол (PS),7 — полиэтилентерефталат и полиэтилен низкой плотности (PET-LOPE)

Ш ; Знак «Опасно для окружающей среды»

"ВЗнак «Зелёная точка» в чёрно-белом, зелёно-белом и зелёном исполнении обозначает, что упаковочный материал подлежит вторичной переработке в рамках так называемой дуальной системы. Его могут ставить на товарах фирм, которые оказывают финансовую помощь германской программе переработки отходов «Экологическая упаковка»*.Действует на территории Германии

Критерии оценки: если команда полно­стью ответила, что означает тот или иной знак, то она зарабатывает 2 балла, если соот­ветствие частичное — 1 балл, если соответ­ствия нет — 0 баллов.

Посте того как зачитаны все варианты, учи­тель даёт правильный ответ, поясняет4 знак экологической маркировки, демонстрируя со­ответствующий слайд и таблицу (см. с. 78).

Команды выполняют задание 2 в течение 5 - 7 мин.

2 . Предложите свой вариант экологиче­ской маркировки. Для каких предметов она может быть предназначена? При выполнении

ООкончание. Начало на с. 20.)

11. СОКРАЩЁННОЕ ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ НСО3 + + ОН" = СОз" + Н20 СООТВЕТСТВУЕТ РЕАКЦИИ

а) Н2С0 3 + 2NaOH = Na2C0 3 + 2Н20

б) 2NaHC0 3 + 2КОН == Na2C0 3 + К2С0 3 + 2 Н20

в) 2NaHC0 3 + Ва(ОН) 2 == Na2CÜ3 + ВаС0 3 + 2Н20

г) Са(НС0 3) 2 + Са(ОН) 2 = 2СаС0 3 + 2Н20

12 . При смешивании растворов хлорида цинка и фосфата калия выпадает осадок, фор-

задания можно использовать энциклопедии и справочники.

Затем учащиеся демонстрируют свои зна­ки, поясняют их. Это задание оцениваем очень демократично либо не оцениваем вовсе.

Учитель подводит итоги игры, по числу баллов, заработанных командами, определяет победителя. ■

ЛИТЕРАТУРАЭкологическая маркировка //Деловой экологический

журнал. — 2003. — № 3.Некоторые знаки экологической маркировки / / Наука

и жизнь. - 2007. - № 3. - С. 46-47.

ЧЕМ ЗАНЯТЬ УЧЕНИКАмульная единица которого содержит___ ка­тионов и ___ анионов.

13 . Сумма всех коэффициентов в сокра­щённом ионном уравнении реакции между растворами серной кислоты и гидроксида бария равна____ .

14 . Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций:

а) MgO + ... = Mg2* + Н20 ;б) С 02 + ... = СО,' + Н20;в) Fe(OH) 2 + ... = Ғе2+ + 2Н20 . ■

А. X. АмироваСуворовское военное училище, Екатеринбург

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: •

• Главный редактор Левина Л . С.

Бердоносов С .С ., •Головнер В. Н.,Кузьм енко H. Е., •Лунин В. В.,М едведев Ю. Н.,Н азаренко В. М .,Нечитайлова Е .В .,Нифантьев Э. Е.,Попков В. А.,С аркисов П. Д .,Суртаева H. Н.Чернобельская Г. М.

Финансовый директор Чичелёва Ю .Д .

Зам. главного редактора Костенчук И. А.

Редактор отдела Пройчева Л . Г.

Заведующая редакцией Соболь Т. О.

Форма- 70x90/16.Тираж 12000 экз. Заказ № 3447.

Издательство «Центрхимпресс».Адрес редакции: 129278, Москва, ул. П. Корчагина, д. 7, корп. 1, комн. 60. Телефоны: (495)683-04-03, 683-86-96. E-mail: info@hvsh.ni http://vwvw.hvsh.ru.

Журнал зарегистрирован Министерством Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций.ПИ № 77 3944

Отпечатано в ОАОордена Трудового Красного Знамени «Чеховский полиграфический комбинат»

142300, г. Чехов Московской обл.Тел. (499) 270-7359.Факс (49672)5-25-36.

© «Центрхимпресс», «Химия в школе», 2010

Издание охраняется Законом Российской Федерации «Об авторском праве».Запрещается еоспроизведение всего журчала или любой его статьи без письменного разрешения издателя.

Любая попытка нарушения закона будет преследоваться в судебном горядке.

7 9

У ч е б н и к и р а с с ч и т а н ы

н а о д н о - и д в у х ч а с о в о е

и з у ч е н и е х и м и и в н е д е л ю

В у ч е б н и к а х :

• п о э т а п н о е у с л о ж н е н и е с о д е р ж а н и я

• р е а л и з а ц и я д и ф ф е р е н ц и р о в а н н о г о п о д х о д а

к о б у ч е н и ю ш к о л ь н и к о в

• н а л и ч и е а л г о р и т м о в р е ш е н и я з а д а ч

• п р а к т и ч е с к а я н а п р а в л е н н о с т ь м а т е р и а л а

• у д о б н а я г р а ф и ч е с к а я п о д а ч а у ч е б н о г о м а т е р и а л а

• в о з м о ж н о с т ь о р г а н и з а ц и и с а м о о б у ч е н и я

У ч е б н и к и в х о д я т

в ф е д е р а л ь н ы й п е р е ч е н ь

Т е л ./ факс; (495) 611-15-74, 61 E-mail: рг(й vgf.ru , sales(o vgf.r Посетите наш интернет-мага на сайте: >vw>v;vgC\r u

Х и м и я(под редакцией профессора Н.Е. Кузнецовой)

1 0 - 1 1 к л а с с ы Б а з о в ы й у р о в е н ь

HN03 >

ЩЩ

Сила кислот

Кислота

Соль

СН3СООН >

C H 3 C O O N a

Н Н С О 3 > H H S >

^ І а Н С О з 1*1 а Н S

NaHHPO/)NaHS03

Н а 2НР04

ï*§s i2 S 0 3

> HCN

т с н

> U

жСила кислот

: Кислота С6Н5ОН > NaHC03 > Na2H P04 > NaHS > НОН > С2 Н5ОН

Соль C6H5ONa N a2C 03 ^ а 3Р04 Sfa2S NaOH C2 H5ONaVAWJW."*Vr#:VtVV:'

SasSv*.».v.

гҮ: Л ; : \' "̂aV;'a‘r V ; ' t _

A , Хввтн J - : Химическая Энни?-- Гліачш H. Л. Общая химия. — Ы

Формула.SV.VVV.yÿX-Х' л'''''л-.С.'А”•'•'•V.'X'.v •

Формула І Ш І ІHI -11 HF 3,18

НВг -9èlm7r**•’ .%%*’ • v%v>

h n o 2" .v .w ;-

3,4

HCI - 7 CH3COOH 4,7 5

H2S 04 - 3 (i)

.... 1.9 (H)

H2C 03 6,35(1)10,33(11)

HN03 -1 ,6 4 H2S 7,05(1)

H2S 03 1,8(1) 14,0 (II)

7,2(11) HCN ъ

Н3Р04 2,12(1) C6H5OH 10,00

7,2(11) §" r ...........•

H20 15,74

11,9(111) C2 H5OH ~= 18

: л.: Химия. 1994. К статье H. Е. Дерябиной«Деятельностный подход при Лучении

реакций ионного обме ̂г