Урок « Деятельностно – ценностная задача технологии ТОГИС»

                                                  МОУ « Школа № 22 г. Донецка»                   

                                « Деятельностно – ценностная задача технологии ТОГИС» 

    Имя задачи: задача о свойствах фосфора.

     Автор: Тараторина Галина Александровна, учитель химии.

      Предмет: химия, класс 9, тема «Свойства фосфора. Его применение».

     Профиль: общеобразовательный, уровень общий. 

      Текст задачи.

 « Странная смерть сэра Чарльза Баскервиля, владельца большого состояния, пугает его соседей и друзей, ведь всем известно, что по семейному преданию его род преследует страшное проклятие — из глубин болот появляется демон в образе ужасной собаки, чтобы отомстить Баскервилям за древнее преступление беспутного предка. Возле его тела обнаружены нечеловеческие следы. Неужели проклятие нашло ещё одну жертву?

Знаменитый сыщик Шерлок Холмс и его неизменный спутник доктор Ватсон должны ответить на этот вопрос. Вот только в силах ли они справиться со сверхъестественными силами, или же под их маской скрывается злая и беспощадная человеческая воля?»

«Да! Это была собака, огромная, чёрная как смоль. Из её отверстой пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку переливался мерцающий огонь. Ни в чьём воспалённом мозгу не могло бы возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана.

…Его огромная пасть всё еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте.

-Фосфор,- сказал я»

 Много веков тому назад гамбургский алхимик Х. Брандт в поисках «философского камня», якобы способного превратить неблагородные металлы в золото, занимался перегонкой сухого остатка от выпаривания мочи. В приемнике оказалось вещество, испускавшее голубоватый свет. Так, совершенно случайно, в 1669 году был открыт белый фосфор – вещество, вызывавшее свечение. Поначалу у Брандта не было сомнения, что свечение без огня мог дать лишь искомый «философский камень». Однако вскоре он понял, что никакими другими чудесными свойствами его находка не обладает и продал секрет другому алхимику. Тот, в свою очередь, перепродал его третьему и т. д.

      Конец «философскому бизнесу» положил англ. химик Р. Бойль, который в  1680 г. опубликовал в научном журнале более простую и доступную методику получения фосфора.

      В 1771 г. швед. Химик К.Шееле дал способ получения фосфора из костяной золы, применявшийся вплоть до начала 20 века.

    Методический комментарий.

 Ключевыми словами для решения данной задачи являются: «аллотропия», «аллотропные видоизменения», «свойства фосфора», «применение фосфора»

     Решая данную задачу, ученикам необходимо ответить на следующие вопросы:

        1. Реально ли это описание?

         2.Какими свойствами обладает фосфор?

         3.О каком аллотропном видоизменении фосфора идет речь в данном отрывке романа?

         4. Какую ошибку допустил автор в объяснении явления, описанного в данном отрывке романа?

        5. Согласны ли вы с тем, что открытый Х.Брандтом белый фосфор не обладает никакими другими    важными свойствами, кроме свечения в темноте? Дайте пояснение и докажите свою точку зрения.

   а). Выделите ключевые слова для информационного поиска.

   б). Найдите и соберите нужную информацию.

   в)  Обсудите и проанализируйте собранную информацию.

   г)  Сделайте выводы.

  д)   Сравните ваши выводы с выводами известных людей.

     Возможные информационные источники.

     Книги: 1. Хомченко Г.Г. Химия для поступающих в ВУЗы.

                 2.Книга для чтения по неорганической химии. Книга для учащихся в 2-х частях/Составитель В.А. Крицман – 3-е изд.,перераб.- М.Просвещение, 1993.

                 3. «Химия», 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/ О.С. Габриелян. М.: Дрофа 2011.

                4. А.Конан Дойл, Собака Баскервилей. – М.: АСТ, 1998

                5. Уроки химии с применением информационных технологий. Неметаллы.9 класс. Методическое пособие с электронным приложением. Т.М. Солдатова. – М.: Планета 2011.

            6. Web-сайты http://www.hemi.nsu.ru

                http://ru.megabook.ru.

                http://ru.wikipedia.org/

Учащиеся работают в группах, осуществляют поиск информации (находят ключевые слова) из различных источников Интернет - сети.

      В настоящее время фосфор получают из фосфоритов и апатитов, нагревая их в электрической печи без доступа воздуха в присутствии оксида кремния(IV) и угля:

                       Ca₃(PO₄)₂ + 5C + 3SiO₂ = 3CaSiO₃ +2P +5CO↑.

     В свободном состоянии фосфор образует несколько аллотропных модификаций, в том числе красный, белый и черный фосфор. Аллотропные видоизменения фосфора резко различаются по физическим свойствам.

          Белый фосфор имеет молекулярную кристаллическую решетку, состоящую из молекул Р₄, которые могут свободно вращаться, связаны очень непрочными связями и имеют форму тетраэдра. На холоде хрупок. Мягкий при температуре 15⁰С. С характерным запахом. Очень ядовит. Светится в темноте, в порошке самовоспламеняется. Без доступа воздуха при 280-300⁰С переходит в красный фосфор.

         Красный фосфор имеет аморфное строение или атомную кристаллическую решетку, тетраэдры Р₄ связаны в бесконечные цепи. Порошок красно-бурого цвета, не ядовит. Не светится в темноте. Загорается лишь при поджигании, а самовоспламеняется при 260⁰С.При нагревании красного фосфора без доступа воздуха он превращается в пар , при конденсации которого образуется белый фосфор.

        При высоком давлении белый и красный фосфор превращаются в черный фосфор, структура которого похожа на структуру графита. Черный фосфор является полупроводником.

         Разбирая поставленную задачу, нельзя не отметить  огромное биологическое значение фосфора.

Фосфор – постоянная составная часть тканей организма человека, животных и растений. В организме человека фосфор присутствует в костях, в мышцах, в тканях мозга и нервах. Зубная эмаль – это тоже соединения фосфора.

       Что касается областей применения фосфора, то необходимо отметить применение красного фосфора в производстве спичек, для получения ядохимикатов(вспомните баллончики с дихлофосом, хлорофосом и др.). Белый фосфор используют на заводах по производству пироматериалов, в производстве дымовых завес, зажигательных и дымовых снарядов, бомб, на заводах по производству фосфорной кислоты.

             Обсуждение представленных работ.

             Просмотр культурного образца.

          Ответ, который должны дать учащиеся на ошибку автора в  отрывке романа «Собака Баскервилей» после работы с « Культурным образцом»:              

       Аллотропное видоизменение фосфора - белый фосфор - действительно светится в темноте, что объясняется окислением его паров Р₄ кислородом воздуха. Мелкодисперсный фосфор (например, выделенный из его раствора в сероуглероде после испарения последнего) самовоспламеняется. Загорается он и при трении. Белый фосфор ядовит: 0,1 г вещества – смертельная доза. Из свойств белого фосфора следует, что если бы и удалось каким-то образом «расписать» собаку не только снаружи, но и её пасть, то она немедленно бы погибла от отравления, а её труп превратился бы в пылающий костёр.)

   И ещё: из воспоминаний академика С.И.Вольфковича: «Фосфор получался в электрической печи, установленной в Московском университете на Моховой улице. Так как эти опыты проводились тогда в нашей стране впервые, я не предпринял тех предосторожностей, которые необходимы при работе с газообразным фосфором – ядовитым, самовоспламеняющимся и светящимся голубоватым цветом веществом. В течение многих часов работы у электропечи часть выделяющегося газообразного фосфора настолько пропитала мою одежду, и даже ботинки, что, когда ночью я шел из университета по тёмным, не освещенным тогда улицам Москвы, моя одежда излучала голубоватое сияние, а из под ботинок (при трении их о тротуар) высекались искры. За мной каждый раз собиралась толпа, среди которой, несмотря на мои объяснения, немало было лиц, видевших во мне «новоявленного» представителя потустороннего мира. Вскоре среди жителей района моховой и по всей Москве из уст в уста стали передаваться фантастические рассказы о «светящемся монахе»… 

    Далее идет обмен  между учащимися полученной информацией и обсуждение всех вопросов, поставленных выше. При обсуждении работы учащиеся должны оценить: с чем согласны / с чем не согласны; что получилось/ что не получилось.

       Сделать выводы.

     В результате решения задачи учащиеся все вместе могут посмотреть на фосфор глазами историка, физика, химика, биолога, медика, а также сформировать знания об аллотропии, о связи строения и свойств вещества, условий взаимного перехода модификаций друг в друга, о практическом применении фосфора и его соединений.

     Завершающее слово учителя.