Дефицит кальция в организме часто связан с малой растворимостью большинства его солей.
С плохой растворимостью солей кальция связывают кальцификацию стенок артерий, образование камней в желчном пузыре, почечных лоханках и канальцах. Формы фосфата кальция по степени возрастания растворимости располагают следующим образом: Са3(РО4)2>СаНРО4>Са(Н2РО4)2.
Фосфаты кальция легко растворяются в желудочном содержимом. Максимальное всасывание кальция происходит в проксимальных отделах тонкого кишечника и уменьшается в дистальных отделах.
Доля усвоения кальция более значительна у детей (по сравнению со взрослыми), у беременных и кормящих. Усвоение кальция снижается с возрастом человека, при дефиците витамина D.
8. Важнейшие соединения кальция, получаемые в промышленности.
Оксид кальция получают в промышленности обжигом известняка:
CaCO3 → CaO + CO2
Оксид кальция – тугоплавкое вещество белого цвета (плавится при температуре 2570 0С), обладает химическими свойствами, присущими основным оксидам активных металлов (I, табл. II, с. 88) [14].
Реакция оксида кальция с водой протекает с выделением большого количества теплоты:
CaO + H2O ═ Ca (OH)2 + Q
Оксид кальция является основной составной частью негашеной извести, а гидроксид кальция – гашеной извести.
Реакция оксида кальция с водой называется гашением извести.
Оксид кальция применяется в основном для получения гашеной извести.
Гидроксид кальция Ca(OH)2 имеет большое практическое значение. Он применяется в виде гашеной извести, известкового молока и известковой воды.
Гашенная известь – тонкий рыхлый порошок, обычно серого цвета (составная часть гидроксида кальция), немного растворим в воде (1,56 г. растворяется в 1 л воды при 20 0С). Тестообразную смесь гашенной извести с цементом, водой и песком применяют в строительстве. Постепенно смесь твердеет:
Ca (OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓ + H2O
Известковое молоко – взвесь (суспензия), похожая на молоко. Она образуется при смешивании избытка гашеной извести с водой. Применяют известковое молоко для получения хлорной извести, при производстве сахара, для приготовления смесей, необходимых в борьбе с болезнями растений, для побелки стволов деревьев.
Известковая вода – прозрачный раствор гидроксида кальция, получаемый при фильтровании известкового молока. Используют ее в лаборатории для обнаружения оксида углерода (IV):
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓ + H2O
При длительном пропускании оксида углерода (IV) раствор становится прозрачным:
CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2
Если полученный прозрачный раствор гидрокарбонатного кальция нагревают, то снова происходит помутнение:
Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + H2O + CO2 ↑
Подобные процессы протекают также и в природе. Если вода содержит растворенный оксид углерода (IV) и действует на известняк, то некоторая часть карбоната кальция превращается в растворимый гидрокарбонат кальция. На поверхности раствор согревается, и из него вновь выпадает карбонат кальция.
8. Гипс. Различают следующие виды гипса: природный – CaSO4 ∙ 2H2O, жженый – (CaSO4)2 ∙ H2O, безводный – CaSO4.
Жженый (полуводный) гипс, или алебастр, (CaSO4)2 ∙ H2O получают при нагревании природного гипса до 150–180 0С:
2 [CaSO4 ∙ 2H2O] → (CaSO4)2 ∙ H2O + 3H2O ↑
Если смешать порошок алебастра с водой, то образуется полужидкая пластическая масса, которая быстро твердеет. Процесс затвердевания объясняется присоединением воды:
(CaSO4)2 ∙ H2O + 3H2O → 2 [CaSO4 ∙ 2H2O]
Свойство жженого гипса затвердевать используют на практике. Так, например, алебастр в смеси с известью, песком и водой применяют в качестве штукатурки. Из чистого алебастра изготавливают художественные изделия, а в медицине его используют для накладывания гипсовых повязок.
Если природный гипс CaSO4 ∙ 2H2O нагревать при более высокой температуре, то выделяется вся вода:
CaSO4 ∙ 2H2O → CaSO4 + 2H2O↑
Образовавшийся безводный гипс CaSO4 уже не способен присоединить воду, и поэтому его назвали мертвым гипсом.
9. Жесткость воды:
| Жесткость воды и способы ее устранения | |||||||
| Состав жесткой воды | Вид жидкости | Способы устранения | |||||
| катионы | анионы | по составу | по способу её устранения | ||||
| Са 2 + Mg 2+ | НСО-3 | карбонатная | временная | 1) нагревание 2) добавка извести 3) пропускание через ионообменник | |||
| Сl - N0-3 SO42- | некарбонатная | постоянная | 1) добавка соды, 2) пропускание через ионообменник | ||||
| Сl - N0-3 SO42- НСО-3 | общая | 1) пропускание через ионообменник 2) добавка соды | |||||
IV. Закрепление знаний (5–7 мин.)
1. Что такое гашенная и негашеная известь и где их применяют?
2. Как получают гипс?
3. Расскажите, какие виды жесткости воды Вы знаете?
4. Какой вред здоровью человека могут нанести повышенное содержание ионов кальция и магния в организме человека, а также их недостаток?
5. Какие функции выполняет кальций в организме человека?
6. Каким образом можно устранить карбонатную жесткость?
7. Как избавиться от некарбонатной жесткости?
V. Домашнее задание (2–3 мин.)
Ответьте на вопросы и выполните упражнения 1–15, § 48,49, решите упражнения 1–4, стр. 132–133 [14].
Для того чтобы выяснить насколько хорошо были усвоены эти два урока и оказывают ли уроки с содержанием экологических знаний благотворное влияние на восприятие учениками нового материала было проведено контрольное тестирование. Тестирование проводилось по 2-м вариантам (Приложение 1), вопросы одного из которых были составлены на основе обычного школьного материала в сочетании с вопросами экологических проблем, связанных с содержанием кальция в организме человека, освещенных в третьей главе.
Результаты тестирования представлены в табл. 3.
Оценка уровня знаний учащихся в 9 классе до и после проведения уроков химии по теме «Кальций и его соединения» с экологическим содержанием.
Таблица 3.
| Оценка | Обычный урок | Урок с экологическим содержанием |
| неудовлетворительно | 0 | 0 |
| удовлетворительно | 1 | 0 |
| хорошо | 1 | 1 |
| отлично | 2 | 3 |
Анализ результатов эксперимента свидетельствует о недостаточном уровне знаний учащихся по экологии, о повышении интереса учащихся к экологическим проблемам, дополнение уроков химии экологической информацией способствует развитию представлений об охране окружающей природной среды, что в конечном итоге привело к лучшему усвоению химических знаний. После проведения уроков с экологическим содержанием все 4 учеников 9 класса школы с. Карасу получили хорошие и отличные оценки.
Выводы
1. Проведен литературный обзор по теме квалификационной работы.
2. Подобран экологический материал для изучения темы «Кальций и его соединения» в школьном курсе химии 9 классов.
3. Приведена методика проведения урока по выбранной теме с экологическим содержанием.
4. Проведены уроки с содержанием обычной школьной программы и с экологическим уклоном.
5. Литературный обзор и Приложение 1 содержат материал, который учителя могут использовать при проведении уроков по химии в сельской в школе.
6. Задачи и тесты, представленные в Приложении 1, могут быть использованы для контрольных мероприятий.
Результаты проведенного в средней школе с. Карасу эксперимента показали улучшение усвоения материала школьниками, что способствовало развитию экологического воспитания школьников и расширило их познания в области охраны окружающей природной среды
Литература
1. Ефимова Е.В., Чупанова Л.В., Намова Л.Г., Миркин Б.М. Об экологической состовляющей химического образования/ Химия в школе, №9, 2003 г., с. 25–28.
2. Голубкова Г.Л., Степанова В.Н. Экологическое образование в гимназическом пространстве/ Химия в школе, №4, 2008 г., с. 17–24.
3. Бруннер В., Хорнинг Э. и др. Экологическое образование. Методы и примеры. – Опубликовано фондом «Сохраним чистоту Швеции», 1997 г.
4. Моисеев Н.Н. Экология и образование. – М.:, 1996 г.
5. Шаов А.Х. Элементы периодической системы Д.И. Менделеева с точки зрения химической экологии: Справочное пособие. – Н.:, КБГУ, 2003 г., 166 с.
6. Мецлер Д. Биохимия. Химические реакции в животной клетке/В 3 томах, т. 1, М., Мир, 407 с.
7. Кольман Я., Рем К.Г. Наглядная биохимия: Пер. с нем. М., Мир, 2000, 469 с.
8. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия / Пер. с англ. М., СПб, Бином – Невский диалект, 2002, 348 с.
9. Руководство по клинической лабораторной диагностике. Ч. 3. Клиническая биохимия / Под ред. М.А. Базарновой, В.Т. Морозовой. К., Вища школа, 1986, 279 с.
10. Смоляр В.И. Рациональное питание. К., Наукова думка, 1991, 368 с.
11. Клаттер У. Нарушения минерального обмена и костного метаболизма // Терапевтический справочник Вашингтонского университета. Под ред. М. Вудли и А. Уэлан. М., Практика, 1995, с. 502–601.
12. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р., Леман И. Основы биохимии/ В 3 томах, т. 3, пер. с англ., М., Мир, 1981, 726 с.
13. Чен Т.Х., Раткевич Е.Ю., Алферова Е.А. Методика определения общей жесткости воды / Химия в школе, №5,2000 г., с. 80–81.
14. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия, учебник для 9 класса М.; Просвещение, 2002 г. -192 с.
15. Грамм-Осипова В.Н., Арефьева О.Д. Расчетные задачи с экологическим содержанием / Химия в школе, №7, 2000 г., 59–60.
16. Сведения об экологии в химических задачах / Химия в школе, №6, 2000 г., 55–56.