Изучение темы "Минеральные удобрения" в школьном курсе химии (стр. 3 из 4)
Глава 3. К методике проведения практической работы «Распознавание удобрений»
В круг экспериментально изучаемых удобрений необходимо включить: аммофос, аммиачную селитру, хлорид калия, фосфоритную муку, сульфат аммония, суперфосфат (простой, двойной), карбамид, сульфат калия. Включение в число удобрений для изучения в курсе химии карбамида — органического вещества — наряду с минеральными удобрениями вызвало необходимость дать более корректное название практической работе «Распознавание удобрений». Таким образом, для экспериментального изучения предлагаются простые и сложные удобрения.
Анализ многих комплексных удобрений входят смеси различных солей, содержащих, как правило, три питательных вещества. Поэтому их распознавание проводить не следует. Однако эти удобрения (особенно нитроаммофоску, жидкие комплексные удобрения — ЖКУ) целесообразно использовать для решения экспериментальных задач в конце изучения темы «Минеральные удобрения». Например:
1. Докажите на опытах, что нитроаммофоска содержит ионы;
2. Докажите, что в составе жидкого комплексного удобрения (ЖКУ)5 содержатся аммонийные группы.
Практическая работа, по распознаванию удобрений требует большой предварительной экспериментальной подготовки учащихся. При выполнении лабораторных опытов они знакомятся с азотными и фосфорными удобрениями (их внешним видом) растворимостью в воде), с качественными реакциями на соли аммония и нитраты. Сюда же необходимо включить краткое изучение карбамида (мочевины), который нашел широкое применение в сельском хозяйстве не только как ценное азотное удобрение, но и как добавка в корма животных. Учитель отмечает, что карбамид — органическое соединение, атомы в нем связаны ковалентной связью. Карбамид представляет собой белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. При нагревании карбамид легко разлагается с выделением аммиака. Это свойство и можно использовать для распознавания данного удобрения.
В пробирку помещают 1—2 гранулы или немного порошка карбамида (покрывают им только дно) и слегка нагревают. К ее отверстию подносят влажную фенолфталеиновую бумажку. Предлагать учащимся полное уравнение реакции с образованием биурета не следует:
Кроме лабораторных опытов, предваряющих практическую работу, учащиеся, готовясь к занятию, должны повторить тему «Азот и фосфор», калийные» фосфорные и азотные удобрения. Желательно, чтобы они предварительно ознакомились с предлагаемой нами таблицей 1 «Распознавание удобрений», но не переносили ее в тетрадь. Главное, чтобы учащиеся поняли, что таблица позволяет распознавать минеральные удобрения, устанавливать ионы:
Рекомендуемая таблица определения удобрений отличается от той, которая помещена в стабильном учебнике для IX класса, не только отбором удобрений, но и методикой их установления, а также заменой дефицитных реактивов более доступными. Так, мы не используем нитрат серебра, который необходим для распознавания хлоридов и фосфатов. Это объясняется не только тем, что данная соль дефицитна и часто отсутствует в школе, но и тем, что суперфосфат может не давать желтый осадок, так как удобрение содержит различные примеси (в зависимости от сырья).
Для обнаружения фосфорных удобрений, можно использовать растворимую соль алюминия, которая приводит, к образованию нерастворимого фосфата алюминия AIPO4 белого цвета. Другие растворимые удобрения с солью алюминия осадков не дают.
Исключение нитрата серебра приводит к тому, что хлорид калия остается нераспознанным. Чтобы доказать, что данная соль является хлоридом, можно использовать ацетат свинца, который при взаимодействии с хлоридом дает белый осадок РЬСЬ. Однако при сравнительном анализе удобрений можно практически не прибегать к этой соли. Хлорид калия определяют методом исключения.
В таблицу не включена реакция удобрения с серной кислотой и медью по следующим соображениям:
а) для распознавания иона NCV представлено в таблице только одно нитратное соединение— нитрат аммония;
б) реакция небезвредна для учащихся, если не придерживаться определенных рекомендаций. Практика показывает: если в таблице указана реакция, учащиеся, как правило, проводят ее со всеми удобрениями. В связи с этим к указанной реакции следует прибегать только в необходимых случаях. Аммиачную селитру легко отличить от прочих удобрений, содержащих аммонийную группу, с помощью других реакций.
В таблицу введена новая графа: «Слабое нагревание твердого удобрения». Она дана последней не случайно. К нагреванию удобрений учащиеся прибегают в последнюю очередь, когда требуется распознать аммиачную селитру или карбамид. Другие, соли аммония должны быть уже определены с помощью химических реакций.
Карбамид и аммиачная селитра при нагревании ведут себя вначале аналогично: они плавятся. Но при дальнейшем нагревании карбамид разлагается с выделением аммиака, а нитрат аммония —с выделением оксида азота (I) NaO газа без запаха и цвета.
Известно, что большие трудности возникают при распознавании удобрений, содержащих ионы калия, по окраске пламени. Дело в том, что удобрения обычно содержат примеси. Например, в хлориде калия молено обнаружить хлорид натрия. Примеси скрадывают фиолетовую окраску пламени калия. Поэтому в таблице для распознавания удобрений этот показатель не указан.
Изучая таблицу для распознавания минеральных удобрений, учащееся могут заметить, что не растворяется в воде фосфоритная мука, мало растворяется суперфосфат, все остальные удобрения хорошо растворяются. К растворению удобрений прибегают тогда, когда речь идет об определения ионов С1~,
SO-, NH, НРО. Для этого 1—2 гранулы или немного порошка удобрения (покрыть им только дно пробирки) растворяют в 1 мл воды.
Распознавание удобрений учащиеся проводят только с малыми количествами.
Практическая работа может быть проведена по двум вариантам. Первый вариант: учащимся предлагаются два удобрения в пакетах (под номерами), и нужно определить их содержимое. Ученик начинает выполнять задание с процесса растворения удобрений. Это позволит установить фосфоритную, муку и суперфосфат (для распознавания удобрений по первому варианту нежелательно предлагать фосфоритную муку). Допустим, что в двух пакетах растворимые удобрения. Далее исследуется содержимое пакета № 1. Ученик переливает к нескольким каплям раствора удобрения 2— 3 капли раствора хлорида бария—выпадает белый осадок, Анион установлен. Согласно таблице, это удобрение может быть сульфатом аммония, аммофосом или сульфатом калия (суперфосфат устанавливается по растворимости). Проводя реакцию с раствором щелочи, учащийся обнаруживает аммиак. Отсюда он делает вывод: сульфат калия исключается, остается предположить, что в пакете находится сульфат аммония или аммофос. Чтобы установить удобрение, действуем раствором хлорида алюминия: исследуемое удобрение не дает реакции. Следовательно, это сульфат аммония.
Теперь исследуется, пакет № 2: раствор удобрения не дает осадков с хлоридом бария, хлоридом алюминия, не реагирует со щелочью (при нагревании) и не разлагается при слабом нагревании. Следовательно, исследуемое удобрение — хлорид калия.
Свои результаты опытов ученик может отразить в табл. 2 (отсутствие записи или прочерка показывает, что проводить соответствующий опыт нецелесообразно, так как удобрение уже определено).
Рассмотрим еще один пример, Удобрение из пакета № 1 не дает реакции с хлоридами бария и алюминия, при нагревании с раствором щелочи выделяется аммиак (обнаруживается фенолфталеиновой бумажкой), но аммиак не обнаруживается при нагревании твердого удобрения. Это нитрат аммония. Удобрение же из пакета № 2 не дает ни одной »из указанных реакций, но оно легко разлагается при нагревании с выделением аммиака. Это карбамид. Следует иметь в виду, что ряд аммонийных солей, также термически разлагается е выделением аммиака (дигидрофосфат аммония, сульфат аммония в др.), но, в отличие от карбамида, они дают реакции на соответствующие анноны.
С удобрением по первому варианту приходится иногда проводить до четырех реакций, поэтому в пакетах должно быть не менее 4-5 гранул удобрения. Если для распознавания требуется проводить меньше реакций, то соответственно уменьшается и число гранул удобрения.
По второму варианту каждому ученику предлагаются две экспериментальные задачи, в каждой из которых 3 известных удобрения. Приведем несколько примеров задач.
В трех пакетах под номерами даны следующие удобрения:
а) аммофос, аммиачная селитра, хлорид калия;
б) сульфат аммония, суперфосфат, сульфат калия;
в) карбамид, хлорид калия, фосфоритная мука.
Определите, какое удобрение находится в пакете с соответствующим номером».
Прежде чем приступить к решению задачи, ученик должен составить план ее решения. Например, для задачи «а» (см. табл. 3):
Необходимо обратить особое внимание учащихся на рациональное решение задач, исключающее проведение лишних реакций. При выставлении оценки следует это учитывать.
Проведением практической работы не завершается вопрос распознавания удобрений. На последующих уроках и практических занятиях необходимо продолжить закрепление знаний учащихся об удобрениях.
Глава 3. Методические разработки по теме: «Минеральные удобрения»
Цели: