Загальні відомості про мінеральні добрива. Раціональне використання добрив та проблеми охорони природи від забруднення продуктами та відходами хімічних виробництв. Роль хімії у розв’язанні сировинної проблеми.

                   Лабораторний дослід №7 «Ознайомлення із зразками   мінеральних добрив».

Угера М.В.
викладач хімії і біології

                                                             

     Мета уроку:

Навчальна: Поглиблювати знання учнів про загальні властивості

                  мінеральних добрив та їх класифікацію; стисло

                  охарактеризувати найважливіші нітратні, фосфатні і  калійні добрива, показати їх значення у народному господарстві;

Розвивальна: розвивати практичні навички роботи з лабораторним      обладнанням та реактивами;розвивати логічне мислення учнів і вміння передбачати можливі наслідки впливу людини на природу.

Вихавна: виховувати розуміння відповідальності людини перед природою та нащадками за раціональне використання мінеральних добрив.

Обладнання: Періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва, таблиця   розчинності, ряд активності металів, схема класифікації   мінеральних добрив, довідники, зразки мінеральних добрив, штатив із пробірками, розчин сульфатної кислоти, слайдова презентація, комп’ютер,підручник.

Тип уроку: Комбінований.

Методи роботи: пізнавально- пошуковий (випереджувальне завдання) ; інформаційно – рецептивний (словесний, наочний) ; практично – прикладний ( лабораторний дослід).

Основні поняття та терміни: Добрива, мікроелементи, макроелементи, агрохімія,  комбіновані добрива.

Міжпредметні зв’язки: біологія,географія,екологія.

Література:

1. Мінєєв В.Г.Агрохімія. Підручник - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 486 с
2. Попель П.П.Хімія 10 клас.Підручник-ВЦ «Академія»,Київ,2010-82с
3. І.Г.ХомченкоЗбірник завдань і вправ з хімії для середньої школи, М., «Нова хвиля», 2002 р.
4. Н.Л.Глинка«Загальна хімія», М., «Інтеграл – Пресс», 2005 р.

ХІД УРОКУ

 

І. Організаційний момент 

 Діагностика емоційного стану учнів.

ІІ. Перевірка домашнього завдання.

Учні виконують тестові завдання:

1.серед переліку речовин вибрати нітратну кислоту

а) НNO2     б)Н2 NO3     в) НNO3

2.нітратна кислота : а)сильна;   б)слабка;   в)середньої сили.

3.нітратна кислота : а)одноосновна;    б)двохосновна; в)трьохосновна.

4.солі нітратної кислоти : а)нітрати; б)нітрити;  в)нітрогени.

5.ступень окислення нітрогену нітратній кислоті: а)+1; б)+3; в)+5.

6.концентрована нітратна кислота взаємодіє з алюмінієм: а)так;  б)ні; в) часткова.

Викладач оголошує правильні відповіді, учні проводять само оцінювання.

Відповіді: 1.в);  2.а);  3.а);    4.а);   5.в);     6.б).

ІІІ. Актуалізація опорних знань

1.Назвати речовини за поданими формулами: (NH4)2SO4;NH4NO3;Сa(H2PO4)2;Ca3(PO4)2;KCL;K2SO4;KNO3.Вкажіть, солями яких кислот є ці речовини.

2. Визначіть молекулярні маси цих речовин.

ІV. Мотивація навчальної діяльності

   Викладач повідомляє тему уроку та його мету.  Звертає увагу на те , що  на цьому уроці учні ознайомляться з різними видами мінеральних добрив,  отримають інформацію про їх властивості та особливості застосування у сільському господарстві.

 

V.Вивчення нового матеріалу 

1. Доповідь учня(випереджувальне завдання) про історію використання добрив: Уся історія землеробства визначається пошуком оптимізації мінерального живлення рослин із прагненням забезпечити просте або розширене відтворення родючості ґрунтів.

Вперше про мінеральні добрива люди почули у 1825 році, коли в німецьке місто Гамбург прибули торговці з чилійською селітрою.   На той момент основним засобом для живлення грунту  були органічні  добрива, такі як торф , перегній та ін.  Однак, деяким грунтам така піджива не є достатньою для хорошого розвитку культури.

Серйозно вивчати властивості грунту і рослин почали в кінці 18-го століття.  Німецький хімік-органік  Юстос фон Лібіх висунув  гіпотезу про те, що розхід  поживних речовин потрібно заповнювати  штучними мінералами.  Саме Англія побачила перше успішне випробування над  отриманими мінеральними речовинами.  Це стало поштовхом для розвитку абсолютно нової промисловості –  виробництва мінеральних добрив.

Застосування у ХІХ ст. штучних мінеральних добрив визначило варіації плодозмінної системи землеробства, яка у 80-х роках ХХ ст. трансформувалася в інтенсивну з ознаками високої продуктивності та надмірного хімічного тиску на навколишнє природне середовище. За короткий час упровадження цієї системи землеробства досягнуто не лише найвищих урожаїв сільгоспкультур, а й небаченого раніше забруднення поверхневих і ґрунтових вод, несучи реальну загрозу здоров’ю суспільства.

 (Педосфера - поверхнева оболонка Землі, у якій перетинаються і взаємодіють потоки речовин і енергії, що надходять на поверхню суші).

Уже в 20–30рр. ХХ ст. стало зрозумілим, що за умови зростання хімічного пресингу на землю доведеться шукати альтернативні шляхи хімізації. Їх основи закладено в ученнях А. Подолинського й Е. Пфайфера, які трансформувалися в Європі в біодинамічне, біологічне та, нарешті, в органічне землеробство. Проте у світовій практиці органічного виробництва система мінерального живлення рослин залишається на нормативах тих далеких 20-х років ХХ ст.: напівперепрілий і перепрілий гній, сеча (бажано з органічних ферм), різного виду борошно органічних відходів (кісткове, кров’яне, рогове, копитне), побічна органічна продукція різних промислових виробництв, зернових й інших культур, зелені добрива, деревна зола, компости. Цей перелік можна продовжити, але на рівні початкової продукції або напівфабрикатів, що відповідає традиційним засадам мінерального живлення рослин.

 

2. Слайдова презентація на тему «Мінеральні добрива» 

 

Слайд 1. Добрива –речовини, які вносять у грунт для покращення розвитку рослин. 

Слайд 2. Добрива містять поживні речовини, підсилюють їх мобілізацію у ґрунті, активізують біохімічні процеси в рослині, змінюють властивості ґрунту і рослин, проявляють позитивний вплив на збільшення урожаю, покращення якості продукції і сприяють підвищенню родючості ґрунтів. 

Слайд 3.Класифікація:

   За способом виробництва:

промислові – майже всі мінеральні добрива, отримані на спеціальних хімічних заводах;

місцеві – добрива, отримані в місцях їх використання, безпосередньо в господарствах чи поблизу їх. 

Слайд 4. За хімічним складом :

Мінеральні добрива – це промислові чи викопні продукти, що містять елементи, необхідні для живлення рослин і підвищення родючості ґрунту.

Прості – містять тільки один поживний елемент (азотні, фосфорні, калійні, мікродобрива).  

Комплексні – містять кілька елементів живлення (нітрофос, ітрофоска, діамофос)     

Слайд 5. Амонійні добрива містять азот у вигляді амонію.

Сульфат амонію містить 20,8% азоту. Це — крупнозерниста слабкогігроскопічна речовина. Є фізіологічне кислим добривом, тому ефективне як основне добриво на чорноземах, сіроземах і каштанових грунтах. Краще добриво для рису та інших культур в умовах надмірного зволоження, бо менше вимивається з грунту.

Хлористий амоній або хлорид амонію містить 24— 25% азоту. Це — малогігроскопічний дрібнокристалічний білий або жовтуватий порошок. Є фізіологічно кислим добривом. Містить 66% хлору, який негативно впливає на врожайність і якість урожаю чутливих до хлору культур — картоплі, льону, плодово-ягідних, овочевих, гречки, конюшини, винограду, цитрусових. Це добриво слід вносити восени, щоб хлор, який не вбирається грунтом, опадами вимивався в нижні горизонти фунтового шару.  

Слайд 6. Аміачні добрива — це рідкі добрива, які містять аміак.

Водний аміак, або аміачна вода, — це розчин аміаку у воді. Аміачна вода першого сорту містить 25% аміаку, або 20,5% азоту, і замерзає при мінус 56°С. Вносять аміачні добрива до сівби під озимі культури, під зяблеву оран­ку, передпосівну культивацію і для підживлення просапних культур на легких грунтах.

Безводний, або зріджений, рідкий аміак містить 82% азоту. Це — безбарвна рідина, кипить при мінус 3—4°С, замерзає при мінус 77″С. Транспортувати і зберігати його треба в герметичних стальних цистернах, розрахованих на тиск 20 атм. Його можна вносити під усі культури з одночасним загортанням у грунт на глибину 16—20 см. 

Слайд 7. Фосфорні добрива. За розчинністю і доступністю для рослин розрізняють такі фосфорні добрива:водорозчинні, лимонно- і цитратнорозчинні, важкорозчинні.

Водорозчинні фосфат містить 19—21% фосфору (Р₂О₅). Має вигляд сірого порошку або гранул діаметром 0,5—4 мм. Засто­совують його на всіх ґрунтах під усі культури до сівби, в рядки під час сівби і для підживлення.

До лимонно- і цитратнорозчинних фосфорних добрив належать преципітат, томасшлак, фосфатшлак, знефторений фосфат, термофосфат.

Преципітат містить 25% Р₂О₅. За ефектив­ністю як основне добриво на більшості грунтів не поступається перед суперфосфатом, а на кислих грунтах може навіть перевищувати його. 

Слайд 8. Важкорозчинні фосфати. Фосфоритне борошно — порошок сірого або коричневого кольору. Його отримують подрібненням фосфоритів або продуктів їх збагачення. Якість добрив тим вища, чим вони дрібніше розмелені. 

Слайд 9. Калійні добрива. Дія калійних добрив залежить від грунтово-кліматичних умов, біологічних особливостей культури, компонентів, які є в добриві, — натрію, магнію, сірки, хлору. Засолені грунти часто містять настільки багато калію, що на них ці добрива неефективні. Безхлорні форми калійних добрив рекомендується вносити під такі культури, як гречка, картопля, льон, бобові, тютюн, ефіроолійні, цитрусові, виноград. Залежно від грунту одні й ті самі калійні добрива діють по-різному. На легких грунтах, де мало магнію, ефективні калійні добрива з домішками магнію. На чорноземних грунтах різні форми калійних добрив за ефективністю майже однакові.

Хлористий калій, хлорид калію (КСІ), містить 56—62% К₂О. Кристалічна речовина білого і жовтого кольору.

Калійна сіль 40% — суміш хлористого калію з каїнітом і сильвінітом,

Сульфат калію (К₂5О₄) містить 48—52% К₂О. Дрібнокриста­лічна речовина білого кольору, не злежується. Цінне добриво для чутливих до хлору культур. 

Слайд 10. Попіл — цінне калійно-фосфорне органічне добриво, містить і мікроелементи. Найбільше калію в попелі гречаної соломи і стебел соняшнику (до 38%), менше в попелі торфу, кам’яного вугілля (0,5—1,2% і 0,12%). Попіл застосовують на всіх грунтах, крім засолених, під усі сільськогосподарські культури. 

Слайд 11.Виробництво:

     Азотні добрива (аміачна селітра, карбомід, сульфат амонію тощо) отримують в результаті синтезу азоту повітря і водню, виділеного з відходів коксохімічного і доменного виробництва, а також природних газів. Підприємства, що виготовляють азотні добрива, розміщують поблизу крупних коксохімічних заводів у Донбасі і Придніпров'ї (Дніпродзержинськ, Кривий Ріг, Горлівка тощо), а також на трасі газопроводів в районах інтенсивного розвитку сільського господарства (Лисичанськ, Черкаси, Рівне) і в припортовому районі Одеси. Поряд з добривами тут, як правило, виготовляють азотну кислоту і супутні продукти, що використовуються для виробництва пластмас, синтетичних волокон, кіноплівки, різноманітних барвників. 

Слайд 12. Виробництво фосфорних добрив, як правило, тяжіє до районів їх споживання (на 1 т простого суперфосфату витрачається 0,5 т сировини). Їх виготовляють у Сумах, Вінниці, Костянтинівці і Одесі. Сировиною для їх виробництва до останнього часу були апатитові концентрати, що надходили з Кольського півострова.

Виробництво калійних добрив розвивається в Прикарпатті у Калуші (Івано-Франківська обл.) і Стебнику (Львівська обл.) і місцях видобутку калійних солей, що обумовлене його значною матеріаломісткістю. Калійні добрива виготовляють також на титаномагнієвому комбінаті у Запоріжжі попутно з основним виробництвом. 

Слайд 13.Гранулювання:

     Технологія:

висушене і подрібнене сировину, яка за зовнішнім виглядом має нагадувати борошно, подають за допомогою транспортної стрічки в гранулятор. У ньому відбувається змішання речовини з невеликою кількістю води або пари, потім зволожена «мука» подається в прес, де і відбувається формування гранул. На цьому етапі сформовані частинки дуже неміцні, тому вони відправляються на охолодження і продування. Після цього частинки набувають гарну твердість і готові до розфасовці і продажу. 

Слайд 14.Мета гранулювання:

     По-перше, гранули зберігаються набагато краще, ніж звичайний порошок. Кожен, хто стикався з тим, що сипучий продукт злежався, подмок і покрився кіркою, вже ніколи не буде питати, з якою метою гранулюють мінеральні добрива, так як відповідь цілком очевидний. 

По-друге, гранули більш сипучі, а значить, добриво легше вносити в грунт і дозувати. Таким чином, набагато легше механізувати процес внесення поживних речовин за допомогою сівалок або культиваторів.

По-третє, такі частинки важче порошку, а отже, не розносяться вітром, що забезпечує зручність при роботі. І нарешті, як це не дивно, таким чином удобрення надають товарний вигляд. Навіть якщо не брати до уваги всі переваги, гранульовані продукти завжди виглядають більш привабливими і дорогими, а значить, їм віддають перевагу. 

Слайд 15.Нестача мінеральних добрив:

     Ознаки нестачі азоту виявляються досить виразно на різних стадіях розвитку. Спільними і основними ознаками нестачі азоту в рослин є: пригноблений ріст, короткі і тонкі пагони та стебла, дрібні суцвіття, слабке розгалуження, дрібні, вузькі листя, забарвлення їх блідо-зелене, хлоротичні.
При нестачі азоту освітлення і пожовтіння забарвлення починається з жилок і прилеглої до них частини листової пластинки; частини листка, віддалені від жилок, можуть зберігати ще світло-зелене забарвлення. На листку, пожовклому від нестачі азоту, як правило, не буває зелених жилок. 

Слайд 16. При нестачі фосфору - листя стає темно-зеленого кольору, набувають  блакитний відтінок, з'являються бурі або червоно-фіолетові плями, які поступово захоплюють весь лист. В першу чергу уражаються старі нижні листки, потім процес поширюється на всю рослину. При відмиранні тканин листка з'являються темні, іноді чорні плями. Засихлі листя мають темний,майже чорний колір 
Ріст пагонів і коренів сильно сповільнюється, нове листя дрібне. 

Слайд 17. Ознаки нестачі зазвичай помітні бувають в середині вегетації, в період сильного росту рослин. При нестачі калію забарвлення листя блакитнувато-зелене, тьмяне, часто з бронзовим відтінком. Характерна ознака калійного голодування - світла облямівка по всій поверхні листка. Причому пожовтіння починається з верхівки листка і далі вниз між жилок до черешка, а надалі побуріння і відмирання кінчиків і країв листя (крайової «опік» листя). Розвивається бура плямистість особливо ближче до країв. Краї листя закручуються, спостерігається зморшкуватість. Жилки здаються зануреними в тканину листка. Ознаки нестачі у більшої частини рослин насамперед з'являються на більш старих нижніх листках. Стебло тонке, рихливе, вилягає. Нестача калію викликає звичайно затримку росту, а також розвитку бутонів або зародкових суцвіть, квітки не утворюються або вони дуже дрібні. 

Слайд 18. Звичайно, усім відома користь мікроелементів. Але далеко не всі знають, що тільки мала їхня кількість у ґрунті позитивно позначається на врожаї. Варто перейти грань, і вони стають отрутою для всього живого. Надмірне внесення в ґрунт мінеральних добрив наносить їй і рослинам непоправна шкода. Наприклад, після внесення хлориду калію з'єднання кальцію вимиваються поталими водами. Більші дози аміачних солей викликають розчинення й наступне вимивання гумусу. Також погано впливає на ґрунт натрій. Це антикоагулянт для глин, він змушує їх склеюватися. Часто в боротьбі зі шкідниками й хворобами рослин проводяться поливи розчином повареної солі. 

 

3. Виконання лабораторного досліду

  «Інструктаж з БЖД» 

Лабораторний дослід №7 «Ознайомлення із зразками мінеральних добрив»

    Викладач звертає увагу учнів на те, що нітратні добрива добре розчинні у воді. Їх вносять в ґрунт весною під вегетуючі рослини.

Фосфорні добрива важкорозчинні, розчиняються ґрунтовими кислотами, їх вносять восени під обробіток ґрунту.

Мета:  ознайомитися зі зразками мінеральних добрив.

Обладнання та реактиви: зразки мінеральних добрив, дистильована вода, штатив із пробірками, скляні палички.

   Розгляньте видані вам зразки мінеральних добрив. Для кожного з них запишіть у зошит:

- зовнішній вигляд;

- розчинність у воді.

Формули сполук знайдіть у довіднику або підручнику.

Результати спостереження запишіть у таблицю:

№ п/п	Назва добрива	Хімічна формула	Зовнішній вигляд	Розчинність у воді (за кімнатної температури)
1	Суперфосфат
2	Фосфоритне борошно
3	Аміачна селітра
4	Амоній сульфат
5	Калійна сіль

  

Висновок

 

 VI. Узагальнення та систематизація знань

1. Обговорюються результати лабораторного досліду.
2. Робота з підручником (§ 12, ст. 85). Виконання вправи : визначіть масову частку нітрогену,фосфору,калію у таких добривах:амоній сульфат; аміачна селітр; подвійний суперфосфат; фосфорне борошно; калій хлорид; калій сульфат.

 

VII. Домашнє завдання

      Попель П.П.Хімія 10 клас.Підручник - §12 впр 113, 114.

 

VIII.Підбиття підсумків уроку

Викладач підводить підсумки уроку, з’ясовує чи є запитання до матеріалу уроку.