Урок по химии (9 класс) «Галогены в природе и жизни человека»

БРОМ

Содержание брома в организме человека (масса тела 70 кг) составляет 260 мг. Бром находится в крови, мозге, печени, почках. Больше всего его в мозге (гипофизе), в 25-50 раз больше, чем в крови.

Гипофиз и выделяет бромгормон, имеющий большое значение в регуляции процессов возбуждения и торможения.

Физиолог И.П.Павлов сказал: “Человечество должно быть счастливо тем, что располагает таким драгоценным для нервной системы препаратом, как бром”.

При нервных заболеваниях количество брома в крови и мозге снижается. Бромиды, широко используемые как лекарственные средства, при поступлении в организм распадаются с выделением ионов брома, которые способствуют восстановлению правильной работы гипофиза. В этом заключается целительное действие препаратов брома на нервную систему для возбудимых и истеричных людей, а также для тех, кто пережил сильный стресс .

При злоупотреблении препаратами брома возможны психические и двигательные расстройства, понижается кожная чувствительность, ослабляется память. Избыток брома вреден и в проявлении на щитовидную железу. Для образования гормонов щитовидной железы необходим йод. Ионы же брома, поступая в организм в течение длительного времени, препятствуют накоплению в щитовидной железе ионов йода и тем самым угнетают ее деятельность.

Бром поступает в организм главным образом с пищевыми продуктами растительного происхождения — крупы, чечевица, фасоль, орехи — и морепродуктами.

Лабораторный опыт - качественная реакция на ион брома. На бромиды действуют нитратом серебра, при этом образуется осадок бледно-желтого цвета.

В природе. Содержание брома в земной коре невелико. Своих минералов практически не образует. В небольших количествах содержится в морской воде.

Ионы брома активно накапливают бобовые и морские водоросли. Основные поставщики брома - это морская вода, нефтяные буровые воды и рассолы соляных озер.

Применение.

Соединения брома (AgBr) используют в фотографии.

Бромид натрия добавляют в дубильные растворы для получения более твердой кожи.

Из прозрачных кристаллов бромида калия KBr делают линзы, которые великолепно пропускают инфракрасные лучи и применются в приборах ночного видения.

Бромид лития предотвращает коррозию в холодильных установках, обезвоживает минеральные масла, помогает кондиционировать воздух.

В текстильной промышленности используют бром-индиго, с помощью которого получают целую гамму ярких и чистых цветов от синего до красного.

ЙОД

Содержание йода в организме человека очень мало, около 12 мг, половина находится в щитовидной железе. Йод входит в состав одного из важнейших гормонов - тироксина, который вырабатывается щитовидной железой. Она расположена на передней поверхности шеи и имеет форму бабочки, в нормальном состоянии не видна.

Усвоение организмом йода происходит быстро уже в желудке. С током крови он попадает в щитовидную железу. Через щитовидную железу весь объем циркулирующей в организме крови проходит в течение 17 мин. Если щитовидная железа обеспечена йодом, то за эти 17мин. йод убивает микробы, попадающие в кровь. В противном случае микроорганизмы, циркулирующие в крови, сохраняются.

Йод оказывает успокаивающее действие на организм и нервную систему, ведет к повышению умственной активности. Йод - один из лучших катализаторов окисления в организме. При его недостатке происходит неполное сгорание пищи, что приводит к нежелательному образованию жировых запасов.

Йод поступает в организм с пищевыми продуктами (морская рыба, бурые водоросли; кальмары; хурма; морковь; томаты).

При недостаточном поступлении йода в организм снижается функция щитовидной железы и развивается гипотиреоз.

При недостатке йода у взрослых щитовидная железа увеличивается в размерах, чтобы захватить йода из кровотока как можно больше и обеспечить организм достаточным количеством гормонов. Внешне это проявляется в увеличении самой щитовидной железы в виде припухлости на передней поверхности шеи (зоб). Есть и другие симптомы недостатка гормонов щитовидной железы в организме - снижение обмена веществ, падение температуры тела, онемение и мурашки рук, вялость, слабость, сухая желтоватая кожа, возникает одутловатость. Чтобы предупредить развитие зоба, дефицит йода восполняют, принимая йодированную поваренную соль, в которую введен йодид калия.

По оценке ВОЗ более 1 млрд. людей живут в йоддефицитных районах, т.е. там, где в почве находится йода менее 2-5 мг/кг. К таким районам относится и наш Урал.

Дабораторные опыты: доказательство наличия йодид - ионов в выданных продуктах. При взаимодействии йодидов с нитратом серебра выпадает желтый осадок йодида серебра; с растворами солей свинца (II) –желтый осадок йодида свинца(II); с сульфатом меди(II)- желтый осадок йодида меди(II).

В природе. Йода в природе мало, 61-е место по распространенности. Источником йода служат морские водоросли и подземные воды, сопутствующие залежам каменного угля и нефти.

Применение. Йод плохо растворяется в воде, значительно лучше – в спирте и других органических растворителях. Спиртовой раствор йода широко применяют для дезинфекции небольших ран на коже, он оказывает противомикробное действие. Его широко применяют для подготовки операционного поля перед хирургическими операциями.

Раствором йода можно рисовать "сеточки" на месте уплотнениях после инъекций или при радикулите, т. к. он хорошо рассасывает инфильтраты. А при миозитах, невралгиях проявляется отвлекающий эффект препарата.

Йод применяют

- при глубокой очистке металлов, для получения высокочистого титана (Ti), циркония (Zr), гафния (Hf), ниобия (Nb) и других металлов;

- в иодных лампах накаливания, имеющих вольфрамовую спираль и характеризующихся большим сроком службы;

• в пищевых добавках; синтезе лекарств,

• в фотоделе,

- в аналитической химии – иодометрии.

ГАЛОГЕНЫ

F

Cl

Br

I

Содержание в организме

(70 кг)

2,6 г

95 г

0,26 г

0,012 г

Мышечная ткань (%)

0,05·10^-4

0,2 – 0,5

7,7·10^-4

0,05·10^-4

Костная ткань (%)

0,2 - 1,2

0,09

6,7·10^-4

0,27·10^-4

Кровь, мг/л

О,5

2890

4,7

0,06

Ежедневный прием с пищей

0,3 - 0,5 мг

3 — 6,6 г

0,8 - 24мг

0,1 мг

Токсическая доза

20мг

Нетокси-

чен

3г

2мг

Летальная доза, г

2

-

Больше 35

35 - 350

ФТОР

Фтор находится в организме во всех органах и тканях. (см. табл.) Кости - своеобразное депо фтора, много его также в зубах, волосах и ногтях. Фтор участвует в формировании зубов и костей, влияет на обмен жиров и углеводов, т.е. он — необходимый элемент.

2/3 нужного человеку фтора поступает в организм с питьевой водой, где его должно быть 0,8 – 1 мг/литр. Если фтора в воде мало, то проводится дополнительное фторирование. 1/3 количества фтора поступает с пищей. В пищевых продуктах фтора мало. Исключение составляет рыба - треска, сом, скумбрия, а также грузинский чай.

Недостаток фтора вызывает болезнь зубов – кариес - это разрушение зубной эмали - поверхностной твердой ткани зуба. Избыточное потребление фтора с водой (больше 1,2 мг/л) тоже нежелательно, поскольку он вызывает флюороз (пятнистость эмали зубов). Флюороз начинается с меловидных пятнышек на зубах, затем зубы становятся желто-бурыми, как у заядлых курильщиков, легко крошатся. При большем излишке фтора (более 6 мг/л) поражаются не только зубы, но и кости скелета - снижается их плотность.

За рубежом широко применяют введение фтора (при его нехватке) в организм с поваренной солью. Например, жители Швейцарии солят ею пищу уже много лет и не знают, что такое кариес. Американцы и европейцы чистят зубы пастами со фтором 2 раза в день, и заболеваемость кариесом у них очень низкая. К таким пастам относятся “Колгейт”, “Пепсодент”, из российских - “Фтородент”, "Новый жемчуг». Фторид натрия, который входит в состав такой пасты образует с основным компонентом костной ткани - карбонатом кальция - нерастворимое соединение, защищая этим зубы от кариеса.

Докажем наличие фтора в данной зубной пасте. Проведем лабораторный опыт: добавим к образцу пасты хлорид бария или кальция, при этом образуется белый осадок фторида бария или кальция.

Содержание в природе: В земной коре фтор содержится в виде: криолита Na₃AlF₆, фторапатита 3Са₃(PO₄)₂•CaF₂ и плавикового шпата CaF₂. Заключив природный фтор в состав таких соединений, природа обезопасила все живое. Содержится фтор и в морской воде. Фтор получают только электролизом расплавов соединений.

Применение. Значение фтора трудно переоценить. Это самый сильный окислитель, что позволяет использовать его в качестве окислителя ракетного топлива.

Фтороводородная кислота слабая. Но это единственная кислота, способная реагировать со стеклом: 4HF + SiO₂ = SiF₄ + 2H₂O. Поэтому с ее помощью делают надписи и рисунки на стекле.

Соли фтора используются в медицине, растениеводстве и животноводстве. С ними связывают перспективу лечения рака и регулирования наследственности, создание мощных психотропных средств, транквилизаторов, антибиотиков.

Фтор входит в состав лекарств, моющих средств, красителей, ядохимикатов, компонентов искусственной крови, полимеров.

Пластмассу тефлон Na₃AlF₆ называют органической платиной, перед ней бессильны «царская водка» и сильные щелочи, высокие и низкие температуры. В таких соединениях нуждается ракетная, атомная, авиационная техника.

Широко используются в холодильниках и кондиционерах в качестве «рабочего вещества» органические соединения фтора – фреоны, например СF₂Cl₂ – дифтордихлорметан.

Простое вещество фтор обладает экстремальными свойствами. Нелегко было получить Фтор в чистом виде. Это слабо окрашенный светло-желтый газ невозможно было удержать. Он разрушал все: дерево, ткань, резина вспыхивали и сгорали в атмосфере фтора. Он разъедает стекло и металлы, заставляет гореть воду, снег взрывается при соприкосновении с ним. Губительно он влияет и на живые организмы. Немало ученых заплатили своим здоровьем и жизнью за попытку разгадать его тайны. Фтор — неукротим, он образует соединения со всеми химическими элементами, единственный непосредственно реагирует даже с благородными металлами (золото, платина и др.) и с некоторыми инертными газами.

ХЛОР

Хлор - макроэлемент, в организме человека его больше других галогенов, содержится в клеточной жидкости, крови. Человеку, потерявшему много крови, вводят физиологический раствор поваренной соли с массовой долей 0,9%.

Хлор поддерживает нормальное давление плазмы крови, лимфы, спинномозговой жидкости. Ионы хлора участвуют в образовании соляной кислоты, основы желудочного сока, в обмене веществ и построении тканей. Хлор необходим для дезинфекции клеток, способствует избавлению от лишнего веса, растворяет отложения на суставах. Он должен поступать в организм в количестве 3-6 г с пищей ежедневно. Особенно богаты хлором хлеб, мясные и молочные продукты.

Лабораторный опыт: доказательство наличия хлорид - ионов. К раствору поваренной соли прилить нитрат серебра, при этом образуется белый творожистый осадок.

Нарушения в обмене хлора ведут к развитию отеков, недостаточной секреции желудочного сока. Резкое уменьшение содержания хлора в организме может привести к тяжелому состоянию, вплоть до смерти.

Избыток хлора в организме также опасен: это причина головных болей, нарушений работы ЖКТ, обмена веществ.

В природе. Хлор в природе встречается только в виде соединений. Это галит (поваренная соль) – NaCl, сильвин - KCl, сильвинит - NaCl•KCl и бишофит — MgCl₂.

Поваренная соль применяется в пище. Хлорид калия применяется в виде удобрения. Бишофит обладает целебными свойствами – исцеляет язвы, кожные болезни, лечит ревматизм.

Хлор в промышленности получают электролизом водного раствора хлорида натрия:

Применение хлора.

Хлор применяют для хлорирования водопроводной воды, чтобы убить болезнетворные микробы, т.к. хлор — сильный окислитель. Поскольку хлор обладает отбеливающим действием, его используют в целлюлозно-бумажной и текстильной промышленностях.

Хлор относится к группе удушающих веществ, поэтому применим в военных целях для изготовления химического оружия и в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями.

В составе хлорной извести CaCl(OCl) хлор применяется в медицине для обеззараживания предметов, помещений и в коммунальном хозяйстве.

В состав многих чистящих и отбеливающих паст и порошков входят гипохлориты натрия NaOCl и калия KОCl. Бертолетова соль – хлорат калия KClO₃ необходима в пиротехнике, взрывоопасна. В степени окисления +7 хлор образует очень сильную хлорную кислоту НСlO₄ и ее соли – перхлораты, сильнейшие окислители.

Хлор применяется в органическом синтезе для производства искусственных кож, линолеума.

Хлор входит в состав хладогенов (фреонов), а без них невозможно существование холодильников. Именно фреоны породили большую проблему человечества — озоновые дыры.

На высоте 15-25 км над Землей находится озоновый слой атмосферы, он защищает все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения. Каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает у людей до 150 тысяч дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6% увеличивает число раковых заболеваний кожи. Установлено, что жесткий УФ свет подавляет иммунную систему организма. Установлено, что повинны в разрушении озонового слоя ХФУ.

Их содержат аэрозольные распылители (например, спрей для волос) и охлаждающие вещества (хладагенты фреоны - СFСl₃ и СF₂Сl₂). Запуски космических челноков сильно разрушают озоновый слой. При одном старте «Шаттла» в атмосферу попадает около 200 т хлора.

Атомы хлора разрушают озоновый слой:

Сl + О₃ = СlО + О₂

Один атом хлора уничтожает 100000 молекул О₃ и может существовать до 300 лет.

Урок в 9 классе на тему

«ГАЛОГЕНЫ В ПРИРОДЕ И ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА»

ЦЕЛЬ: системно рассмотреть место и роль галогенов и их соединений в окружающей природе и жизнедеятельности человека, показать роль химии в медицине, значение химических процессов в живых организмах, обсудить ряд медицинских, валеологических, природоохранных и других проблем.

Задачи:

Образовательная. Обобщить и закрепить знания учащихся о галогенах, свойствах их соединений, способствовать развитию умения мыслить логически и владеть химическим языком; переходу от формального-логического восприятия материала данной темы к образно-логическому мышлению.

Развивающая. Содействовать формированию основных мировоззренческих идей через познавательную активность, развивать умения делать выводы, выявлять существенное.

Воспитательная. Показать связь изучаемой темы с жизнью. Воспитывать научное мировоззрение на основе взаимосвязи свойств и строения, воспитывать экологическую культуру, бытовую компетентность учащихся.

Метод обучения: Объяснительно-иллюстративный, проблемно-поисковый, практический.

Организационные формы: беседа, самостоятельная и практическая работа, сообщения учащихся.

Средства обучения: таблицы, химическое оборудование и реактивы, медиапроектор.

Тип урока: урок комплексного применения знаний.

Оборудование: зубная паста со фтором, хлорид бария, поваренная соль, бромид натрия, иодид натрия, нитрат серебра, сульфат меди (II), изделия из тефлона, пластмассы, лекарства, карточки с символами галогенов, крахмал, раствор йода, картофель резаный, природные минералы галогенов, отбеливатель с хлором Белизна, ПРЕЗЕНТАЦИЯ.

I. Актуализация знаний. Повторение изученного.

Здравствуйте, ребята, коллеги! Мы часто желаем друг другу здоровья. А где сегодня можно узнать, как сохранить и укрепить здоровье или хотя бы не навредить себе? Источников много, и один из них - школа. На нашем уроке «Галогены в природе и жизни человека» мы пополним свои знания, в том числе и о здоровье. (СЛАЙД 1).

Но прежде вспомним уже изученное.

Я буду давать вам некую информацию, в которой каждое слово несет определенный смысл. Вам нужно пересказать мой текст, используя химические термины и понятия. (Проверка ответов учащихся осуществляется через просмотр слайдов презентации)

ЗАДАНИЕ 1. В 7-этажном доме на улице имени Д.И. Менделеева в 7 подъезде живут химические элементы – галогены. Расселились они по этажам, соблюдая строгую субординацию в зависимости от своего богатства и прихотей. Те, которые очень любят полетать – повыше, которым это удается с трудом, расположились на нижних этажах. Но вместе их объединило одно обстоятельство. (СЛАЙД 2)

ЗАДАНИЕ 2. Галогены не любят показывать свое лицо, обычно они прячутся за спинами других. В экстремальных обстоятельствах, они появляются на свет и тогда все любуются их красивыми нарядами, но при этом страдают от крайне неприятного запаха, а иногда встречи с ними заканчиваются трагически. (СЛАЙД 3)

ЗАДАНИЕ 3. Жители каждого этажа не любят одиночества, они обязательно находят себе пару среди себе подобных или среди жильцов из других подъездов. Особенно они обожают жителей первого, второго и третьего подъездов, которые щедро отдают им часть своего богатства. Между ними вспыхивает страстная, даже пламенная любовь и длиться она может вечно.

(Напишите возможные уравнения реакций в качестве подтверждения) (СЛАЙД 4)

ЗАДАНИЕ 4. Жильцы 7 подъезда любят и поспорить, кто из них сильнее и поважнее. И начинается между ними состязание:

Хлор хвалился: “Нет мне равных!”,
Галоген я самый главный.
Зря болтать я не люблю:
Все на свете отбелю!

Йод своей красой гордился,
Твердым был, но испарился.
Фиолетовый, как ночь,
Далеко умчался прочь.

Бром разлился океаном,
Хоть зловонным, но - румяным,
Бил себя он грозно в грудь:
“Я ведь бром! Не кто-нибудь…”.

Фтор молчал и думал: “Эх!..
Ведь приду – всех окислю...”

Помогите им решить их спор.

Закончите уравнения практически осуществимых реакций:

NaCl + F₂ =

KBr + Cl₂ =

LiCl + I₂ =

СаI₂ + Br₂ =

(СЛАЙД 5)

ЗАДАНИЕ 5. Ближайшие родственники галогенов (продукты взаимодействия с водородом) — бесцветные газы, но тоже с резким запахом, - обожают воду и растворяются в ней полностью. Лакмус, наблюдая за ними, краснеет, но почему-то с разной силой. (СЛАЙД 6)

ЗАДАНИЕ 6. Перечисленные кислоты проявляют все свойства кислот, образуют много солей. Соли похожи внешне. Как их можно различить?

Перечислите качественные реакции на ионы галогенов. (СЛАЙД 7)

II. Сообщения по теме

«Галогены в природе и жизни человека».

Итак, изучаемые нами галогены в виде простых веществ чрезвычайно активны, токсичны, обращение с ними требует большой осторожности. Но в связанном виде эти элементы необходимы нашему организму, в соединениях галогенов нуждается промышленность и техника. Переходим к сообщениям на тему «Галогены в природе и жизни человек. (ПРИЛОЖЕНИЕ)

1. Фтор (СЛАЙДЫ 8 – 11)

2. Хлор (СЛАЙДЫ 12 - 15)

3. Бром (СЛАЙДЫ 16 - 17)

4. Йод (СЛАЙДЫ 18 – 20)

1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 3. Закрепление изученного.

1. Конкурс «Угадай галоген» (СЛАЙД 21)

(Ответ – карточка с символом элемента.)

1. Какой галоген входит в состав зубной эмали?

2. Какой галоген даже в твердом состоянии со взрывом соединяется с водородом?

3. Без него не обходится ни одна хорошая зубная паста.

4. В жидком состоянии его впервые получил Майкл Фарадей, охлаждая в смеси поваренной соли со льдом.

5. В переводе с греческого его название означает «желто-зеленый».

6. Он был использован в качестве первого боевого отравляющего вещества.

7. Мне сегодня … помог:

Я спокоен, словно йог.

8. Академик А.Е.Ферсман назвал его «вездесущим».

9. Отсутствие какого элемента в организме человека вызывает заболевание щитовидной железы?

10. Помни, боевой народ:

Первый лекарь – это ...

Раны мажь, не ойкай,

... настойкой.

11. Самый неустойчивый галоген.

12. Галоген, которого практически нет в природе.

13. Мечта познать его пуста.

Он сам – сплошная тайна.

Секунды счет ведет ...

И, исчезая, тает.

14. Окислитель мощный самый,

Он так активен и силен,

Что вытесняет очень славно

Всех окислителей вагон.

15. Желто-зеленый, ядовитый,

Весьма опасный галоген,

Он очень сильный окислитель,

И удушающий фосген.

16. У меня дурная слава,

Я известная отрава.

Даже имя говорит,

Что я страшно ядовит!

17. Он с морской капустой дружит,

И лекарством людям служит.

Знает, млад и стар народ,

Коль ушиб, то нужен…

2. Творческие задания по теме

1. В вашем доме есть бутыль с жидким отбеливателем, но этикетка с инструкцией потеряна. Препарат имеет сильный запах хлора. Вы решили обработать им белье. Какую посуду вы выберете: алюминиевый таз, эмалированный бак с поврежденной поверхностью или пластмассовый таз?

2. Вы пролили йод на белую салфетку. Попытались вывести пятно с помощью белизны, в которой есть хлор, но неудачно. Однако пятно через несколько дней само исчезло. Почему хлор не справился с йодом? И чем можно объяснить исчезновение пятна через несколько дней?

3. Поспорили два друга. Один из них утверждал что, в поваренной соли есть хлор, другой говорил, что его там нет. Кто из них прав?

4. “Он такой забавный и такой милый! Но это хрупкое создание; нуждается в защите. Восемь из десяти попугайчиков подвержены тяжелому заболеванию щитовидной железы, если в рационе не хватает йода” — так рекламируют свой продукт производители специального корма для попугаев “Трилл”, содержащий йод.

Как вы думаете, авторы рекламы просто пугают владельцев попугайчиков, чтобы продавать больше своей продукции или дефицит йода в самом деле может привести к серьезному заболеванию ваших питомцев?

5. Реклама зубной пасты по частоте стоит на втором месте после рекламы жевательной резинки. А из рекламируемых зубных паст на первом месте, конечно, “Blend-a-med”. Нас уверяют, что уникальная фтористая система флористат эффективно укрепляет зубную эмаль, и демонстрируют опыт с куриным яйцом, которое после обработки этой пастой не растворяется в кислоте. Конечно, это можно проверить самостоятельно, но сначала попробуйте разобраться теоретически.

Что такое флористат? Вы не найдете этого слова в справочниках и даже в химической энциклопедии. Этим термином фирма изготовитель обозначает то фтористое соединение, а чаще их смесь, которое включено в состав зубной пасты.

6. Хлор, используемый для обеззараживания воды, содержится в питьевой воде. Как в домашних условиях уменьшить содержание хлора в используемой водопроводной воде?

Заключение

Итак, сегодня мы выяснили, что опасные и ядовитые в свободном состоянии галогены, находясь в связанном состоянии приносят неоценимую пользу обществу.

Затем проводится рефлексия и оценка работы в форме фронтальной беседы. Учитель просит ответить учащихся на вопросы о том, какие моменты урока запомнились им больше всего, какие задания вызвали затруднения и т.д.

Домашнее задание для учащихся: подготовка к контрольному тестированию.