Железо – химический элемент побочной подгруппы периодической системы химических элементов.
методическая разработка по химии (9 класс) по теме

«Железо – химический элемент побочной подгруппы периодической системы химических элементов».

Грибова Марина Данииловна,

преподаватель школы №27 Сормовского района

г. Нижнего Новгорода.

Структура урока:

Организационный момент(1мин.);

Подготовка к основному этапу(3мин.):

 - вводное слово учителя;

 - постановка цели.

Эвристическая беседа(2мин.);

Деловая игра «Информация»(45 мин.):

 - групповая работа;

 - лабораторная работа;

 - отчеты групп;

 - дополнительные сообщения.

Закрепление материала (5мин.):

 - ответы на вопросы, поставленные перед началом урока;

Организация домашнего задания (2мин.);

Подведение итогов (3 мин.).

Место урока:

16-17 тема «Железо – химический элемент побочной подгруппы периодической системы. Применение железа и его соединений». 9 общеобразовательный класс.

Тип урока:

Комбинированный.

Цель :

Развитие знаний учащихся о семействах элементов на примере знакомства школьников на межпредметном уровне с железом как представителем d-элементов и соединениями им образуемыми.

Задачи:

Образовательные:

1.Охарактеризовать железо по его положению в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

2.Познакомить с физическими и химическими свойствами железа как простого вещества.

3.Сформировать понятия о составе и свойствах оксидов и гидроксидов железа.

4.Познакомить учащихся с качественными реакциями на катионы железа(двух- и трехзарядными).

Развивающие:

1.На основе межпредметных связей продолжить формирование умений устанавливать взаимосвязь между составом, строением и свойствами веществ.

2.Знакомя учащихся с качественными реакциями, способствовать развитию исследовательских навыков.

3.Утвердить учащихся в познаваемости и единстве органического мира путем предоставления информации о разных формах существования железа и его нахождения в природе.

4.Продолжить формирование умений работать в темпе, экономя время урока.

5.Продолжить развитие умений аргументировать свои утверждения.

Воспитательные:

1.Способствовать формированию интернациональных чувств, представив учащимся сведения об истории использования железа разными народами.

2.Утвердить учащихся в гордости за свою Родину, как самую богатую природными ресурсами страну.

3.Продолжить формирование у учащихся навыков межличностного общения, воспитание сотрудничества.

Цель адаптированная на ученика:

Знать особенности строения атома железа, физические и химические свойства, применение, биологическую роль железа. Уметь работать с периодической системой, выполнять лабораторные опыты, работать с дополнительной литературой.

Оборудование для демонстрации:

 - Периодическая система химических элементов;

 - Коллекция минералов;

 - Мультимедийная установка;

 - Приложение к учебнику О.С. Габриеляна(электронный учебник);

 - Электрохимический ряд напряжения металлов;

 - Демонстрационный штатив с пробирками;

 - Спиртовка;

 - Спички;

 - Держатели для пробирок;

 -

Реактивы:

 - Раствор хлорида железа (|||);

 - Сульфат меди(||);

 - Раствор соляной кислоты;

 - Раствор гидроксида калия;

 - Раствор роданида калия;

 - Желтая и красная кровяные соли.

Оборудование для практической работы:

Штатив с пробирками, шпатель, спиртовка, спички, держатель для пробирок.

Реактивы для практической работы:

Железо, раствор роданида калия, желтая и красная кровяные соли, медный купорос, серная кислота, хлорид железа (|||), сульфит железа (||), хлорид бария.

Пояснительная записка:

Тема рассчитана на два урока в 9 классе. Целесообразно проводить групповую работу. Заранее разделяю ребят на группы(секции: «историки», «почвоведы», «химики-теоретики», «химики-практики», «биологи», «геологи», «врачи», «диетологи»).

Раздаю им задания. Например, положение железа в Периодической системе химических элементов, биологическое значение железа и его соединений и т.д. Большим подспорьем является мультимедийная установка (информация от строения атома до закрепления, выводится на экран, экономя время на уроке). В работе задействован весь класс, развиваются умения работать с дополнительной литературой.

План урока:

1. Железо как химический элемент;
2. Физические свойства железа;
3. Химические свойства железа;
4. Соединения железа;
5. Лабораторная работа «Химические свойства железа и качественные реакции на ионы железа»;
6. Значение железа и его соединений;
7. Биологическое значение железа и его соединений;
8. Закрепление и обобщение знаний;
9. Подведение итогов;
10. Домашнее задание.

Планируемые результаты:

1. Знакомство с историей открытия, изучения свойств и применения железа;
2. Развитие и обобщение знаний о нахождении и роли железа в природе;
3. Развитие и обобщение знаний учащихся о практическом использовании железа;
4. Развитие научного мышления учащихся при установлении причинно-следственных связей, переносе и применении знаний и умений в новых ситуациях, при постановке и решении межпредметных учебных  проблем;
5. Развитие научного мировоззрения учащихся: единства и познаваемости мира, единство живой и неживой природы, получение и применение вещества в зависимости от его состава и строения.
6. Развитие мотивации изучения предмета при обращении к жизненному опыту школьников при раскрытии практического значения материала.

Приоритетные виды межпредметных связей:

1. Внутрицикловые содержательно-информационные с курсами физики, биологии, географии на уровне фактов, общепредметных понятий, теоретических знаний;
2. Организационно-методические на уровне общепредметных умений (применение знаний и способов действий, решение учебных проблем);
3. Специально-предметные причинно-следственные, семиотические, исторические, взаимообратные, политехнические.

Ведущие приемы обучения:

Постановка межпредметных вопросов, постановка и решение межпредметных учебных проблем, выполнение комплексных заданий, обращение к историческому материалу и жизненному опыту учащихся.

Средства обучения:

Периодическая система химических элементов, коллекции, научно-популярная литература.

Ход урока

Организационный момент:

1. Заранее на доске записывается план урока и домашнее  задание;
2. Заранее на доске записаны (красиво на ватмане оформлены, выведены на мультимедийное устройство) вопросы межпредметной беседы.

Межпредметная беседа:

1. В каком виде железо встречается в природе?
2. Где можно встретить железо в самородном виде?
3. Планета Земля является космическим магнитом. О содержании какого элемента в ее ядре это свидетельствует?
4. Какое место по распространению в земной коре занимает железо?
5. Какие минералы железа вам известны? Назовите наиболее крупные месторождения.
6. В виде каких ионов железо содержится в гидросфере? Какое значение оно имеет для жизнедеятельности железобактерий?
7. Какое значение железо имеет для жизнедеятельности растений?
8. Какое значение железо имеет для жизнедеятельности животных и человека?

1.Актуализация знаний по теме:

1)Какие химические элементы относятся к металлам?

Планируемый ответ: натрий, калий, кальций, магний ,барий(учащиеся могут и не назвать d–элементы).

2)По какому признаку признаку строения атома химические элементы относятся к металлам?

Планируемый ответ: по количеству электронов на последнем энергетическом уровне от1 до 3.

2. Формирование знаний о железе как о химическом элементе:

1)А железо можно отнести к металлам?

Планируемый ответ: по свойствам безусловно – да. но как объяснить это зная что железо –представитель VIII группы?

Железо находится в VIII группе в побочной подгруппе

Fe +26 )   )   )   )    1S2   2S2   2P6   3S2  3P6  3D6  4S2

           2  8  14  2

Поэтому степень окисления железа в соединениях +2 и +3(при участии еще одного электрона с предпоследнего уровня).

Радиус атома железа  - 0,126 нм (по сравнению с радиусом натрия -0,186 нм, магния – 0,160 нм, алюминия – 0,14 нм).

2)Какое влияние оказывают такие размеры атома и возможность отдавать электроны с внешнего и предвнешнего слоя?

Планируемый ответ: железо, имеющее атомы небольших размеров и большое число электронов, участвующих в металлической связи, должно обладать высокой температурой плавления и значительной твердостью, но вместе с тем и небольшой электропроводностью.

Железо в соединениях проявляет степени окисления +2,+3, даже +6.Эта степень окисления проявляется в ферратах-солях несуществующей железной кислоты. Например, Na2FeO4 – феррат натрия.

Записать в тетрадях:

     Fe0       Fe2+

     Fe0       Fe3+

     Fe2+      Fe3+

Мультимедийное  приложение к учебнику Габриеляна(1-3 слайд).

Электронное пособие «Химические элементы»(1-3)

Предоставим слово историкам.

Железо сыграло большую роль в развитии человеческого общества и не потеряло своего значения в настоящее время. Из всех металлов железо наиболее широко используется в современной промышленности. Первобытный человек начал использовать железные орудия труда за несколько тысячелетий до нашей эры. В те годы единственным источником этого металла были упавшие на землю метеориты, которые содержат довольно чистое железо. В середине 2-го тысячелетия до н.э. в Египте была освоена металлургия – железополучение из железных руд. Это событие стало началом железного века в истории человечества, который пришел на смену каменному и бронзовому веку.

На территории России начало железного века приходится на рубеж 2-1-го тысячелетия до н.э.

Каково же распространение железа в природе?

Железо- один из самых распространенных элементов в природе. В земной коре его массовая доля  - 5,1%,по этому показателю оно уступает только кислороду, кремнию и алюминию. Много железа находится и в небесных телах, что установлено данными спектрального анализа. В образцах лунного грунта, которые доставила автономная станция «Луна», обнаружено железо в неокисленном состоянии.

Способ получения железа из руды в разное время сразу открыли в нескольких странах: в Египте и Месопотамии( II тысячелетие до н.э.), в Закавказье, Малой Азии и Древней Греции (конец II тысячелетия), в Индии (первая половина II тысячелетия до н.э.). В странах Нового Света железный век наступил во II тысячелетии нашей эры.

Слово геологам:

Месторождения железных руд образуется в различных геологических условиях, с этим связано разнообразие состава руд и условий их залегания. Железные руды разделяются на следующие промышленные типы:

1. Бурые железняки – руды водной окиси железа (главный минерал- гидрогетит) FeOOH*nH2O (содержит 30-55% железа).
2. Красные железняки или гематитовые руды (главный минерал – гематит) Fe2O3 – содержит от 51 до 66% железа. Главное месторождение в Криворожской области.
3. Магнитные железняки(главный минерал – магнетит) Fe3O4  - 72% железа. Месторождения магнетита встречаются на Южном Урале, Курской магнитной аномалии.
4. Сидеритовые или карбонатные осадочные породы – содержание железа 30-35%.
5. Силикатные осадочные породы – содержание железа 25-40% железа.

Железо является одним из наиболее распространенных элементов в природных водах, содержание его 0,01-26 мг/л.

Задачи (по вариантам I и II)

1. В Крыму (Керченское месторождение) залегает лимонит – Fe2O3*H2O. Определить содержание железа в этом минерале.
2. На Урале залежи пирита FeS2  определить содержание железа в нем.

3.Формирование знаний о железе – простом веществе.

Учитель; Действительно ли такими важными свойствами обладает железо? Убедиться в этом и познакомиться не только с железом, но и его соединениями – цель сегоднешнего урока.

        Железо – «Электронное пособие «Химические элементы»» ( 4 слайд)

Выступают химики – теоретики.

Плотность 7900 кг/м3, toкип.= 2770 оС, toплав.= 1536 оС

1. Теплопроводность.
2. Электропроводность (замыкается простейшая электрическая цепь со стальными проводами, лампочка загорается)
3. Наличие металлического блеска ( рассмотрение коллекции)
4. Пластичность и ковкость ( демонстрируем изделия из железа и его сплавов)
5. Магнетизм ( к гвоздям подносится магнит, гвозди притягиваются).

Способность притягиваться  магнитом  - одно из удивительных свойств железа. Явление магнетизма известно с глубокой древности. Слово «магнетизм» происходит от названия горы Магнезии в Малой Азии. Здесь существовало богатое месторождение магнитного железняка. Практическое применение магнетизм получил значительно раньше, чем началось его научное исследование. Мореходы издавна пользовались компасом с магнитной стрелкой.

У металлов большой коэффициент теплового расширения, стальные сооружения в зависимости от температуры окружающей среды становятся то длиннее, то короче. Эйфелева башня, например, летом на 15 см выше, чем зимой.

3. Формирование знаний о химических свойствах железа.

Электронное пособие «Химические элементы» (слайды 5-10)

Слово предоставляется учителю и химикам-практикам.

        В электрохимическом ряду напряжений железо стоит левее водорода, т.е. железо реагирует с кислотами с выделением водорода. Проверим это.

Лабораторный опыт:

        В пробирку помещаем немного железных опилок и добавляем немного соляной кислоты. Выделяется газ – водород. Задание: написать уравнение реакции в молекулярной и ионной форме.

Fe + 2HCl= FeCl2+H2↑

Feо + 2H+=  Fe2+  + H2↑

Опыт ( выполняет учитель)

Fe + H2SO4 = Fe SO4+ SO2↑ + H2O

            конц.

( задание разобрать как окислительно- восстановительную  реакцию)

Демонстрационный опыт ( выполняет ученик)

        В раствор медного купороса опускаем очищенный (наждачной бумагой) старый гвоздь. Через несколько минут наблюдаем на поверхности гвоздя характерный красный налёт меди.

Задание: записать уравнение реакции:

Fe + CuSO4 = Fe SO4+ Cu

«Вооруженный блистающий Марс бросается в объятия растаявшей в слезах Венеры и при этом краснеет», - так описывали древние греки данную реакцию.

Демонстрационный опыт  ( выполняет учитель).

        Заранее отвешенные массы железа и серы ( в отношении 7:4), насыпаем в пробирку, нагреваем. Образуется сульфид железа. Разбиваем пробирку. Образующееся вещество испытываем магнитом, к магниту веществ не притягивается, что ещё раз подтверждает вывод о том, что сложные вещества отличаются от смесей.

Задание :  Записать уравнение реакции.

Fe + S  = FeS  ( сульфид железа)

 Демонстрационный опыт  ( выполняет учитель).

        Взаимодействие железа с кислородом. В заранее заполненную кислородом колбу, опускаем нагретые до воспламенения железные опился ( можно балалаечную струну)

3 Fe + 2О2 = Fe3О4    железная окалина

5.  Формулирование знаний о соединениях железа. (FeО , Fe2О3)

Лабораторные опыты ( выполняют учащиеся)

Качественные реакции на ионы Fe2+  и Fe3+ 

        В 4 пробирки наливаю растворы

1. желтой кровяной соли;
2. красной кровяной соли;
3. роданид  калия;
4. гидроксид натрия.

В каждую из пробирок добавляют раствор хлорида железа ( III). Записываем в тетрадь свои наблюдения   и уравнения реакций. Затем повторяем опыт, только с добавлением сульфата железа (II). К испытуемым растворам. Записываем наблюдения и уравнения реакций в тетрадь.

PS :    « Желтая и красная кровяные соли» получили своё название от способа их производства - из крови, собираемой на бойнях. Животные отбросы

( содержащие серу и азот) нагревали с  карбонатом калия  и железными опилками ( образование цианида калия и сульфида железа(II).  Обрабатывали горячей водой и упаривали.

 Fe SO4+ 2 NaOH = Fe (OH)2↓+ Na2 SO4

                         белый осадок.

                        ( на воздухе переходит  в зелёный)

3 Fe SO4+ 2К3[Fe ( СN)6  ] = Fe3[Fe ( СN)6]2↓+3К2 SO4

                                        темно-синий осадок

FeCl3 + 3 NaOH = Fe (OH)3↓+ 3NaCl

                        красно-бурый  осадок 

FeCl3 + 3 КСNS  =   Fe ( СNS ) 3↓+ 3КCl

                        кроваво-красный осадок

4 FeCl3 + 3К4[Fe (СN)6]  =  Fe4[Fe ( СN)6]3↓+12КCl

Вывод:    Реактивом на ионы железа (II) являются щелочи и красная кровяная                       соль.

               Реактивом на ионы железа III – щелочи, роданид калия и желтая

              кровяная соль.

Учитель:   Почему же белый осадок гидроксида железа (II)  при небольшом

               стоянии на воздухе превращается в красно-бурый?

 4Fe(OH)2↓ + O2 + 2H2O = 4 Fe (OH)3↓   ( ржавчина)

Соединения железа. Электронное пособие»Химические элементы» ( Железо и его соединения)

Оксид железа(II)                                          Гидроксид железа ( III)

                Записать результаты взаимодействия

                и расставить коэффициенты

                (проверка после 5 мин. выполнения

                на  мультимедийной установке)

1. Химические свойства                                1. Получение ( опыт )

2.  Взаимодействие с  сильными                         2. Химические свойства

    окислителями                                         3. Окисление

     3.  Восстановление ( Н2, С)                                

     4.  Получение

                                Соли  Fe2+ 

1. Практическое применение

2.   Качественные  реакции

Оксид железа(II)                                        Гидроксид железа ( III)

1. Общие сведения                                        1. Получение ( опыт)
2. Получение                                                2. Химические свойства
3. Химические свойства                                3. Качественное определение

( опыт)

                                Соли  Fe3+ 

1. Качественные определения ( опыт)

6.Формирование знаний учащихся о применении железа и его соединений. Электронное пособие «Химические элементы» ( слайд 12)

        Железо – сложнейший металл современной техники. В чистом виде из-за низкой прочности практически не используется, хотя в быту «железными» часто называют стальные или чугунные изделия.

        Основная часть железа используется в виде сплавов. Чугун

 ( содержание углерода в сплаве свыше 2%) и сталь ( содержание углерода менее 2 %),  высоколегированные стали ( с большим содержанием никеля, хрома, вольфрама и др. элементов) составляют около 95% металлической продукции.

        На основе железа создаются материалы, способные выдерживать воздействие высоких и низких температур, вакуума и высоких давлений, агрессивных сред, больших переменных напряжений, ядерных излучений.

        Железо как  художественный материал использовалось с древности в Египте, Месопотамии,  Индии. Со времен средневековья сохранились многочисленные высокохудожественные изделия из железа в странах Европы (Англии, Франции, Италии,  России) – кованые ограды, дверные петли, флюгера, оковки сундуков и др.

        В 20 веке железо используется для изготовления решеток, оград, ажурных интерьерных перегородок, подсвечников, монументов.

        Оксиды и гидроксиды железа (II) и (III) применяют в качестве пигментов: ферромагнитные оксиды – в электротехнике, в производстве магнитных лент.

        Природный сульфид железа FeS2  является сырьем в производстве серной кислоты, серы, железа. Нитрат железа (III) используют как протраву при крашении хлопчатобумажных тканей и как утяжелитель шелка. Сульфат железа(III) – коагумент при очистке воды, для травления алюминия, меди и др. металлов. Хлорид железа (II) используют для получения хлорида железа

( III), который используют в качестве катализатора в органическом синтезе, а также для получения железных пигментов.

        В земной коре содержится 4,65% ( по массе) железа в виде гематита, магнетита и ещё свыше 300 минералов. Биомасса Земли, содержащая до 10 млрд.т. железа является важным фактором миграции и перераспределения элементов в природе. В природных водах концентрация железа от 0,01 до 26,0 мг/л.

        В подземных водах преобладают соединения железа (II).При выходе подземных вод на поверхность ионы Fe2+  окисляются до Fe3+ . Соли  Fe3+ 

гидролизуются до Fe(ОН)3, поэтому концентрация ионов железа в поверхностных водах не превышает 1 мг/л.

8.  Биологические значение железа и его соединения.

Слово предоставляется биологам.

        Многие составные части пищевых цепей интенсивно накапливают железо. Активно аккумулируют его водная флора: сине-зеленые водоросли, являющиеся кормом малощетинковых червей, также концентрируют железо.

        Далее осуществляется передача его по трофическим цепям к более высокоорганизованным существам. Интенсивная деятельность железобактерий приводит к тому, что железо в водоемах не рассеивается, а окисляется и концентрируется в данных отношениях. Концентрация ионов железа в почвах и природных  водах значительно повышается за счет антропогенных источников (сброс  сточных вод химического производства, металлургического, металлообрабатывающего, лакокрасочного и др. производств). Концентрация железа в травильных водах черных металлов достигает 5000-7000 мг/л.

        В биологических системах железо связано с органическими веществами. В миоглобине и гемоглобине встроены ионы Fe2+  , в катализаторах и оксидах ( ферментах) - Fe3+. В  цитохромах железо поочередно переходит из одного валентного состояния в др. Гемоглобин – красный пигмент крови человека, позвоночных и некоторых беспозвоночных животных. Состоит из белка ( глобина) и железопорфирина ( гемма). На одну молекулу глобина приходится 4 гемма, а каждый гемм содержит 1 атом железа.

        Гемоглобин переносит кислород от органов дыхания к тканям и углекислый газ от тканей к дыхательным органам.

        Степень окисления иона железа  не изменяется при соединении комплекса с кислородом , при этом образуется оксигемоглобин.

О2 гемоглобин – оксигемоглобин. Равновесие смещается в правую сторону в легких, в левую -  в   клетках. Миоглобин – глобулярный белок, запасающий кислород в мышцах позвоночных животных и человека. На одну молекулу белка приходится один гемм, содержащий 1 атом железа. Наиболее богаты миоглобином  мышцы морских животных, способных длительно находиться под водой.

        Цитохромы (дыхательные ферменты)  - сложные белки, осуществляющие в живых клетках перенос водородов и электронов (в результате обратимого изменения валентности атома железа в гемме) от окисляемых органических веществ к молекулярному кислороду. При этом образуется богатое энергией соединение – аденозинтрифосфат ( АТФ)

        Общее содержание  железа в теле взрослого человека колеблется от 4 до 7 г. Большую часть  его составляет железо, входящие в состав   белков, обеспечивающих перенос кислорода тканям и ряд ферментативных реакций, а меньшую  - тканевые резервы внутренних органов. С возрастом содержание железа в тканях увеличивается. Всосавшееся в желудочно-кишечном тракте

железо,  транспортируется кровью к тканям с помощью  белка тансферрина. Каждая молекула трансфферина связывает два иона Fe3+  .

        Физиологическая роль железа связана с его способностью образовывать различные комплексные соединения с молекулярным кислородом, с донорными атомами кислорода, азота, серы, селена. Проявляя степени окисления +2, +3 с координационными числами 4 и 6, железо очень мобильно в своих соединениях.

        Негемовые протеины ( ферритин, трансферетин) играют в организме роль «накопителей» железа для работы различных ферментов, активным центром которых является железо. Ферредоксин играет большую роль в дыхательной цепи, в процессах фиксации молекулярного азота животными, фотосинтеза и т.д.

        Железо внутри нас.

        В составе человеческого организма найдено более 60 элементов. Одни составляют значительную долю живого вещества, их содержание в организме измеряется процентами и десятками процентов. Например, больше 99% всей массы организма составляют шесть элементов: кислород, углерод, водород, кальций, азот и калий. На долю остальных пятидесяти с лишним  элементов приходится всего 0,9% общей массы  живого вещества, и содержание каждого из них измеряется ничтожными долями процента. Но есть среди них такие, значение которых в жизненных процессах огромно. Важнейший из таких элементов – железо.

        2, 45 г, которыми мы дышим. В организме взрослого человека всего около 3,5 г железа. Это очень мало по сравнению, например, с кальцием, которого в организме больше килограмма. В крови, точнее в ее красных клетках эритроцитах сконцентрирована основная масса железа, входящего в состав организма. Эритроциты содержат дыхательный пигмент гемоглобин, который переносит кислород из легких во все органы и ткани тела. А железо  - непременная составная часть гемоглобина.

Гемоглобин – сложный белок, молекула которого состоит из двух частей: чисто белковой (глобин) и железосодержащей (гемм). Глобин, составляющий основную часть всей молекулы, у разных организмов имеет различное строение. Но гемм всегда комплекс железа с порфиром  - замкнутым циклом из четырех пиррольных колец. Эритроцит   очень мал -  его диаметр всего 7 микрон. Но в каждом эритроците 280 миллионов молекул гемоглобина. А в организме человека циркулирует около 25 триллионов эритроцитов, и в них находится большая часть всего железа организма – около 2, 45 грамма. Те 2, 45 грамма, благодаря которым мы может дышать.

        Производство новых эритроцитов или эритропоэз  - функция кроветворных органов, главный из которых – костный мозг. У здорового человека костный мозг каждые сутки вырабатывает около 200 миллиардов эритроцитов: за среднюю человеческую жизнь 70 –ти  лет – их поступает в кровь с общей массой около 500 кг. Между всеми тканями и органами, содержащими железо, происходит постоянный обмен. Около 10% железа, которое  кровь приносит в костный мозг, вновь возвращается в плазму из-за частичного разрушения клеток предшественников эритроцитов в самом костном мозгу.

Приход и расход.

        Уже известно, что даже у здорового человека железо понемногу, но постоянно выводится из организма и что взрослый мужчина за сутки теряет около миллиграмма железа. У женщин потери гораздо больше: поскольку главное вместилище - кровь, очень много его уносят любые кровотечения. А что происходит если человек не получает с пищей нужного количества железа? Прежде всего, идут в ход запасы  - то резервное железо, которое находится в депо организма. У мужчины эти запасы составляют целый грамм, и за счет их он может существовать 2 – 3 года, даже если в пище не будет ни атома железа. У женщин запасы железа из-за тех же  больших потерь втрое меньше, поэтому у нее дефицит железа возникает намного раньше.

        Когда железа начинает не хватать и организм приступает к расходованию его запасов, хранящихся в печени, печень отвечает на это резким увеличением производства проводников железа – апоферритина и трансферрина. Всасывание железа через слизистую оболочку кишечника тут же усиливается: организм буквально охотится за каждым атомом железа и из тех пищевых продуктов усваивает в 1,5 – 4 раза больше железа, чем обычно.

Суточная потребность в железе взрослого человека – 5-10 мг, она увеличивается при интенсивной работе. Организм усваивает 10-20% железа от суточной потребности, этот процесс тормозится за счет образования труднорастворимых соединений ( железа с фосфатами, карбонатами и т.д.)

        Зато сахар и аскорбиновая кислота повышают усвоение железа. Недостаток железа в организме приводит к развитию анемии ( малокровия), характеризующийся снижением гемоглобина в крови.

Выступление врачей.

        При малокровии нарушается и функции пищеварения, нервной системы, мышечного аппарата. Нехватку железа устраняют приемом специальных препаратов, а также увеличением в пищевом рационе ( гречиха, яблоки, говяжья печень). В то же время железо является токсичным веществом, поэтому введение в организм лекарственных препаратов может привести в отравлению. При приеме внутрь 200-250 мг/кг у человека появляется рвота, боли в кишечнике, ощущение  жара, снижение артериального давления, снижение свертываемости крови, поражение печени. При отравлении соединениями железа необходимо выпить «яичное молоко» /белок 3-4 сырых яиц в 0, 25 л молока/ и через несколько минут вызвать рвоту. Промыть желудок водой с добавлением активированного угля, соды, крепкого чая.

  Выступление экологов.

        Концентрация ионов железа в воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоиспользования -3 мг/л. Допустимая концентрация железа в водах, используемых для орошения земель – 15-70 мг/л, для рыбохозяйственных целей - 0.05 мг/л. При повышении ПДК железа в воде, она приобретает специфический вкус и бурый цвет. Железо влияет на интенсивность развития фитопланктона и качество микрофлоры в водоемах. Щелочная среда  ( рН >7) резко увеличивает опасность отравления рыб, а гидроксиды железа и разъедают их. Кроме того, соединения Fe2+связывают растворенный в воде кислород, что приводит к массовой гибели рыб. Хлорид железа (III) концентрацией 0,07 – 0,2 мг/л вызывает гибель карасей и вьюнов, 0,27 – 0,9 мг/л корюшки. Сульфат железа (III) концентрацией 0,1 – 2,9 – карпов и лещей. Вода, содержащая железо непригодна для инкубации икры, т.к. его гидроксиды осаждаются и на жабрах мальков. Очень чувствительны к гидроксиду железа (III) моллюски (прудовики, улитки).

        Не секрет, что кровь бывает  только у животных, да и то не у всех. А у растений? Ещё в 1939 году японский исследователь Х. Кубо обнаружил в клубеньках сои красный пигмент, родственный гемоглобину. В отличие от гемоглобина животного происхождения растительный пигмент назвали леггемоглобином, это вещество присутствует в бобовых. Клубеньки бобовых возникают благодаря симбиозу с азотфиксирующими бактериями.

        В крови кальмаров, улиток, ракообразных и пауков растворен дыхательный пигмент гемоцианин, содержащий вместо железа медь. Кровь, вернее  гемолимфа этих животных окрашена в голубой цвет. Кроме гемоглобина есть еще два дыхательных пигмента, содержащих железо. Правда, присутствуют они в гемолимфе только некоторых видов кольчатых червей.

        Слово предоставляется врачам.

 «Железные  таблетки и железное вино.»

        В старинных журналах можно найти рецепты различных «железных» лекарств. Так, в «Экономическом журнале» за 1783 год сообщалось: «В  некоторых случаях и болезнях и самое железо составляет весьма хорошее лекарство, и принимаются с пользой наимельчайшие оного опилки, либо просто, либо обсахарённые.»

        Так же перечисляются и другие: железный снег, железная вода, стальное вино («виноградное кислое вино», как, например, рейнвейн, настоять с железными  опилками, то получится железное  или стальное вино и вкупе весьма хорошее «лекарство»).

Гвозди в желудке.

        В 1963 году в некоторых газетах появилась небольшая заметка: « 130 гвоздей и 340 швейных иголок извлекли врачи из организма сорокалетней женщины. Под тяжестью непосильного груза желудок опустился. Иглы, проникшие в печень, поджелудочную железу и другие органы, вызывали тяжелые страдания, но женщина упорно скрывала от врачей причину болезни – хирурги извлекли из организма больной иглы и 12 сантиметровые гвозди, общим весом 610 граммов. Металлические предметы под воздействием  кислоты желудочного сока потеряли свой первоначальный вес примерно на 400 граммов. После операции больная поправилась.»

        В животном мире встречаются ещё поразительные примеры. Так, крокодил переваривает за несколько месяцев проглоченные железные наконечники копий и 15-сантиметровые стальные крючки.

Магнитные лекарства.

        В  1835  году «Журнал мануфактур и торговли», сообщая о товарах, присланных из Вены в Петербург, упоминает металлические бруски как средство от зубной и головной боли. Бруски рекомендовалось носить на шее. «Этот способ лечения ныне в моде,- сообщалось в журнале, - и, по отзывам врачей, заслуживающих вероятия, помогает весьма многим.»

        В древности и в средние века магнит употребляли не только как наружное, но и как внутреннее средство. Галлеи считал магнит слабительным, Авиценна лечил им ипохондриков, Парацельс готовил «Магнитную манну», Агрикола  - магнитную соль, масло и магнитную эссенцию.

Слово врачу-диетологу.

        Диетологи говорят о диете калиевой, магниевой, кальциевой и т.д.

«Железная диета» - несколько вольное, но правомерное название.

        Ещё в прошлом веке врачи обратили внимание на недуг, поражавший девушек в закрытых учебных заведениях. Зеленовато-бледный цвет лица, слабость, головокружения, обмороки, плохой аппетит – таковы были признаки заболевания, приобретавшего характер эпидемии. Цвет лица и возраст пациенток дали основание назвать недуг «ранним хлорозом». Выдающиеся терапевты Г.А. Захарьин и С.П. Боткин оставили классическое описание  болезни, известной так же как «бледная немочь».

        Ранний хлороз  - это вариант железодефицитной анемии, нередко возникающей на фоне роста организма при недостаточном поступлении железа с пищей. Развитию болезни способствует малая физическая активность и недостаточное пребывание на воздухе, а лечат ее препаратами железа и диетой.

        При железодефицитной анемии (малокровии) уменьшается число эритроцитов в крови и падает гемоглобин. Причиной могут быть естественные для женщин потери крови, острые и хронические кровотечения (при язвенной болезни, геморрое, родах и т.д.), заболевания кишечника, затрудняющие всасывание железа и, наконец, неправильный рацион, при котором с пищей поступает слишком мало железа или оно поступает в трудноусвояемой  форме. Средняя суточная потребность в железе составляет для мужчин 10, для женщин 18 мг, а при беременности и кормлении она еще выше до 25 мг, т.к. увеличивается расход на рост плода и питание младенца.

        Если длительное время питаться преимущественно растительными продуктами, однообразно, так же можно прийти к железодефицитному состоянию. Железо из растительных продуктов усваивается гораздо хуже, чем из продуктов животных Поэтому длительная приверженность к строгому вегетарианству может привести к анемии. Не всегда безобидно и чрезмерное увлечение модными овощными и фруктовыми разгрузочными днями.

        Перейдем теперь к препаратам железа – для лечения и профилактики упомянутых болезней. Эти лекарства нужно принимать только по назначению врача и в указанных врачом дозах. Нужно отметить важное обстоятельство:  усвоение  железа зависит от кислотности желудочного сока. Поэтому при секреторной недостаточности препараты назначаются вместе с соляной кислотой или с желудочным соком. Улучшает всасывание железа и аскорбиновая кислота, а также белки пищи.

        Вот некоторые препараты, применяемые в медицинской практике:

1. Железо восстановленное
2. Железо лактат
3. Таблетки «Гемостимулин»
4. Драже «Ферроплекс»
5. Сироп алое с железом
6. Гемофер

Обобщение и закрепление материала ( с использование ИКТ)

Электронное приложение к учебнику Габриеляна.

1. Закончить уравнения реакций, расставить коэффициенты.
2. Осуществить превращение : ( для Fe2+)

а.

Fe(OH)3, FeCl3,    FеO,  FeCl2 , Fe(OH)2 ,  Fe2O3  , Fe.

б.      (   Fe3+)

3.  Виртуальная лаборатория.

(слайд 9) В пробирки помещены растворы хлорида натрия, хлорида бария, хлорида железа (II). С помощью одного реактива (гидроксида натрия) распознать соли, заполнить отчет.

4.   Виртуальная лаборатория.

Распознать Fe3+.

В пробирки налить растворы хлорида калия, хлорида железа (III), хлорида бария. С помощью реактива распознать вещества и заполнить отчет.

5.   Блок  тестовых заданий ( выбор правильных ответов)

        1. Ряд элементов, относящихся к металлам

           Ca    Zn      B

          Mg    K       Al

          B       As      S

          H       Na      P        

        2. Ряд наиболее активных металлов

          Cu    Hg      Cu

           Al    Cr       Fe

           Na    K       Cs

          Pb      Ba      Ag        

         3.  Вид связей в кристалле меди

ионная

металлическая

ковалентная полярная

ковалентная неполярная

6.    Выбери пары веществ, при взаимодействии которых можно получить сульфат железа (II).

а). серная кислота и железо

б). сера и железо

в). серная кислота и гидроксид железа (II)

г).  хлорид железа (II) и сульфат натрия

д). серная кислота и оксид железа (III)

е). гидроксид железа (III) и серная кислота.

7.   Виртуальная лаборатория. 

Налить в пробирки растворы хлорида железа (II), хлорида аммония, хлорида бария. Имея серную кислоту и гидроксид натрия,  распознать соли и заполнить отчет.

Источники информации:

 - Учебник О. С. Габриеляна «Химия 9 класс»

 - Электронное пособие к учебнику О. С. Габриеляна «Химия 9 класс»

 - Электронный диск «Химические элементы»

 - Химическая энциклопедия «Аванта+»

 - Исследовательская деятельность учащихся по химии: метод. пособие. Т. Е.Тяглова        

 - Обучение химии на основе межпредметной интеграции 8-9 классы.Кузнецова Н.Е., Шаталов М.А.

 - Тематическое и поурочное планирование по  химии:9-й Кл.:к учебнику О.С. Габриеляна «Химия. 9 класс».

Подведение итогов.(выставление оценок).

Анализ работ групп.

Д/з.

металл

соль

Нераств.

основание

оксид