Конспект урока «Круговорот серы в природе. Биологическое значение серы» 9 класс


ХИМИЯ – 9 КЛАСС
Тема урока «Круговорот серы в природе. Биологическое значение серы»
Ведущая идея урока: «В природе постоянно идут превращения веществ,
которые выражаются с помощью химических уравнений» (В.И.Вернадский).
Цель урока: систематизировать знания учащихся о соединениях серы, месте
этих соединений в биогеохимическом круговороте.
Задачи урока:
- на примере круговорота химического элемента серы конкретизировать знания
учащихся о важнейших соединениях серы;
- используя интегративный подход, осуществляя экологическое воспитание и
обучение, развивать у учащихся умение сравнивать, сопоставлять факты,
находить аналогии, предсказывать результаты на основании теоретических
рассуждений;
- способствовать формированию валеологических знаний; создавая ситуацию
успеха, способствовать преодолению психологической инерции учащихся.
Здоровьесозидающая направленность урока:
- через содержательный компонент привлечение внимания учащихся к
здоровому образу жизни;
- обеспечение мотивации на сохранение и укрепление здоровья.
Планируемый результат:
- совершенствование навыков определения степеней окисления, составления
химических уравнений;
- научатся выявлять закономерности процессов, происходящих в живой и
неживой природе;
- смогут соотносить знания, полученные на уроке с реальными явлениями
жизни.
Вид урока: комбинированный.
Основные профессиональные позиции учителя на уроке:
Учитель – организатор процесса, консультант, коммуникатор, эксперт.
Оборудование:
образцы горных пород и минералов, содержащих серу (пирит, галенит, селенит,
самородная сера), карточки для магнитной доски, рабочие карты урока,
презентация «Биологическое значение серы», слайд-фильм «Сера».
ХОД УРОКА
Из курса природоведения и географии вам известен процесс круговорота
воды в природе. В чем он заключается? А как вы думаете, возможен ли
круговорот в природе химических элементов, например серы? В чем же он
будет заключаться? (замкнутый цикл вода пар вода) Может ли сера как
простое вещество, совершить такой круговорот? А вот сера как химический
элемент, такой круговорот совершает. Это и будет темой сегодняшнего урока.
Запишем тему урока: «Круговорот серы в природе».
Особенно важно обратить внимание на круговорот химических
элементов не только в природе в целом, но и в биосфере, поскольку от
изменений в живых организмах зависит будущее человечества. Сегодня мы
определим место соединений серы в биогеохимическом круговороте. Такой
круговорот сопровождается окислительно-восстановительными реакциями.
Значит, для того, чтобы действительно понять и разобраться в этом вопросе,
нам необходимы химические знания.
Актуализация знаний учащихся. ( I этап)
- В виде каких соединений химический элемент сера встречается в природе? (По
ответам учащихся, на доске записываем формулы соединений.)
- Какие степени окисления проявляет сера в этих соединениях? (У доски ученик
расставляет степени окисления)
H
2
S МeS S SO
2
H
2
SO
3
МeSO
4
H
2
SO
4
- Оцените окислительно-восстановительные возможности серы в различных
степенях окисления.
- (Проблемный вопрос): Существуют ли взаимосвязи между этими
соединениями серы? Возможны ли превращения одних соединений серы в
другие? А в неживой и живой природе?
В круговороте серы в природе сера как элемент включается в
последовательный цикл превращений, где одни формы её существования
переходят в другие в ходе разных химических реакций.
В рабочей карте вам предложены схемы уравнений химических реакций с
участием соединений серы. Нужно будет выбрать и записать те, которые будут
соответствовать схеме круговорота серы в природе. Коэффициенты к этим
уравнениям и задания 2 и 3 вы выполните дома, это домашнее задание.
Наиболее важное значение для жизнедеятельности имеют те циклы
превращений серы, которые происходят в почве и в воздухе.
Какие же процессы происходят с соединениями серы?
Введение новых знаний. (II этап)
Посмотрите фрагмент анимации (Единая коллекция цифровых образовательных
ресурсов http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/0000051c-1000-4ddd-7a8c-
440046bc4346/234.swf ) (остановить на круговороте в почве)
Составим схему круговорота серы. ходе объяснения выстраиваем схему на
магнитной доске)
- В виде каких соединений сера находится в горных породах? (В горных
породах сера находится преимущественно в виде сульфидных минералов -
сульфидов). На столах у вас образцы таких пород: пирит, галенит, селенит.
Рассмотрите их. Это твердые горные породы, посмотрите в таблице
растворимости, определите их растворимость в воде? (Они нерастворимы)
Малорастворимые сульфиды, содержащиеся в горных породах, в
результате жизнедеятельности некоторых бактерий сульфобактерий,
превращаются в легко растворимые сульфаты:
сульфобактерии
МeS → МeSO
4
Найдите соответствующую схему в карточке и запишите её в рабочей карте.
Образец сульфатной породы у вас на столах. Это гипс. В почве содержатся в
основном сульфаты. Определите растворимость сульфата железа?
(Растворим) Затем растворимые сульфаты поглощаются корнями растений,
химически преобразовываются в клетках растений и химический элемент сера
входит в состав некоторых растительных белков. Этот процесс называется
ассимиляция. Запишите в схеме этот процесс.
ассимиляция
сульфаты eSO
4
) S (орган.)
Растениями питаются животные, и сера входит в состав тканей животных.
После отмирания растений или животных серосодержащие белки
возвращаются в почву. Под воздействием почвенного воздуха, а также
многочисленных микроорганизмов, находящихся в почве (серобактерий)
происходит их гниение. В результате образуется вещество, хорошо вам
знакомое – это сероводород.
- Как можно определить, что произошел процесс гниения, химический процесс,
с которым мы сталкиваемся в жизни? (По запаху)
В схеме отметьте нужную реакцию, укажите условия гниения белков.
серные бактерии, гниение
S (орган.) H
2
S
- Будет ли сероводород накапливаться при гниении органических веществ?
Что произойдет с этим веществом, если и в воздухе и в почве есть кислород?
(Будет взаимодействовать)
- Какие вещества образуются при взаимодействии с кислородом? Какую роль
будет выполнять сероводород, а кислород?
- Действительно, так и происходит в природе - сероводород взаимодействует с
кислородом, содержащимся в небольшом количестве в почве, и окисляется до
свободной серы. Этот же процесс, но значительно быстрее протекает в почве
под воздействием серобактерий, которые получают энергию от такой
экзотермической реакции. При недостатке кислорода в почве образуется сера и
вода.
Запишите уравнение реакции в схеме и укажите роль сероводорода
(восстановитель) и процесс, который произойдет с серой (окисление).
Серобактерии
2H
2
S + O
2
2S + 2H
2
O - процесс окисления
недостаток
Образующаяся сера превращается в залежи свободной серы. Образец серы в
породе у вас на столе. Затем под воздействием микроорганизмов сера переходит
в сульфаты. Также в сульфаты переходят сероводород и сульфиды металлов.
микроорганизмы
S сульфаты (МeSO
4
)
микроорганизмы
H
2
S сульфаты (SO
4
2-
)
Теперь схема круговорота серы в почве составлена.
Посмотрим ещё один фрагмент анимации. (Анимированный файл из Коллекции
ЦОР)
- Какие же соединения серы и как попадают в атмосферу? (Сероводород,
оксиды серы) (Сероводород образуется при гниении белка, в недрах земли и
океанов, при извержении вулканов, в промышленности.)
Рассмотрим эти вещества и проследим их пути превращений.
Cероводород- сильный восстановитель, поэтому он не накапливается в воздухе,
а превращается в оксид серы (IV)
H
2
S + O
2
SO
2
+ H
2
O
избыток
Сера
S
Сульфаты
(МeSO
4
)
Сероводород
H
2
S
Сульфиды
МеS
Растительный и
животный белок
S (орган.)
Оксид серы (IV) образуется и при сжигании топлива, в состав которого
входит сера. Оксид серы (IV) в атмосфере взаимодействует с капельками воды –
водяным паром и образуются капли сернистой кислоты
SO
2
+ H
2
O = H
2
SO
3
Сернистая кислота во влажном воздухе постепенно окисляется до серной:
2H
2
SO
3
+ O
2
== 2H
2
SO
4
Аэрозоли серной и сернистой кислот конденсируются в водяном паре
атмосферы и становятся причиной кислотных осадков - кислотных дождей. Они
составляют около 2/3 кислотных осадков.
Выпавшая на землю кислота, реагирует с содержащимися в почве или
воде солями более слабых кислот, образуя сульфаты.
CaCO
3
+ H
2
SO
4
= CaSO
4
+ СO
2
+ H
2
O
Сообщение ученика: Из-за выпадения таких дождей увеличивается кислотность
пресных водоёмов, что приводит к гибели рыб и других водных организмов.
Под действием кислотных дождей ускоренно корродируют
металлоконструкции, разрушаются здания и памятники архитектуры. В кислой
среде возрастает растворимость гидроксида алюминия. Избыток ионов
алюминия в воде токсичен для рыб, к тому же алюминий связывает фосфаты,
что приводит к снижению питательных запасов в водоёме. Это создаёт
опасность токсического загрязнения водных и почвенных экосистем. Кислотные
дожди приводят к гибели растений, особенно хвойных пород. При закислении
почв происходит выщелачивание кальция, магния и калия, возрастает
подвижность токсичных металлов, меняется состав почвенных
микроорганизмов.
Составим схему.
Оксид серы (IV)
SO
2
Сероводород
H
2
S
Серная кислота
H
2
SO
4
Кислотные
дожди
Сульфаты
в почве
Теперь схема круговорота серы в атмосфере составлена, отметьте в рабочих
картах на схеме этапы круговорота.
Итак, мы выяснили, что сера участвует в круговороте и входит в состав
неорганических соединений и в состав живых организмов, а именно в состав
белка.
Обратите внимание на модель молекулы белка. (Рисунок на магнитной доске).
Белки имеют сложное строение, молекулы их значительно больше молекул
неорганических веществ, состоят из отдельных фрагментов и эти фрагменты
соединены в длинные цепи, по-разному располагающиеся в пространстве.
Подробно со строением и свойствами белков вы познакомитесь в старших
классах на уроках биологии и химии. Вы видите, что в состав белка входит
химический элемент сера - атомы серы, связанные попарно и соединяющие
отдельные части молекул белка.
Какие функции в организме выполняет этот элемент? Какова же
биологическая роль серы для человека? (Слайд 1)
(Сообщения учащихся, сопровождаются презентацией «Биологическая роль
серы»)
1. Сообщение Содержание серы в биосфере
Сера (S) один из основных элементов в организме человека, занимающий по
значению 4 место после кислорода, воды и солей – это биогенный элемент.
(Слайд 2)
Содержание серы в организмах растений, животных и человека отличается.
Больше всего в составе животных. (Слайд 3)
Это потому, что сера входит в состав хрящевой ткани, волос, ногтей. Сера
необходима для обезвреживания в печени ядовитых веществ, поступающих из
кишечника в результате гниения.
Сера входит в состав белков, витамина В
1
, гормона инсулина. (Слайд 4)
2. Сообщение Последствия недостатка серы в организме (Слайд 5)
Сера - это элемент чистоты организма. При её нехватке страдает кожа: она
приобретает грязный, нездоровый вид, появляются различные высыпания,
шелушения, пятна.
При недостатке серы в организме наблюдается хрупкость костей и
выпадение волос. При недостатке серы снижается иммунитет.
3. Сообщение Продукты, содержащие серу.
В организме в среднем около 1400 г серы. В сутки человеку необходимо около
серы и это удовлетворяется обычным рационом питания. (Слайд 6)
Больше всего серы содержат бобовые растения (горох, фасоль), овсяные
хлопья, пшеница, яйца, мясо, рыба и молоко. (Слайд 7, 8)
Интересен такой факт: аллицин едкое соединение серы, выделяемое
чесноком. Это вещество губительно влияет на бактерии, предотвращает
раковые заболевания, замедляет старение и предохраняет от сердечных
заболеваний. (Слайд 9)
А среди растений уникальной способностью поглощать из почвы и
накапливать серу обладает тысячелистник, корень хрена, горчица.
Учитель: Не менее важным и ценным продуктом питания является лук.
(Слайд 10)
Он положительно влияет на работу головного мозга. Соединения серы,
входящие в его состав, легко усваиваются организмом и предотвращают
преждевременно старение головного мозга. Лук повышает восприимчивость
положительных эмоций, а также способствует восстановлению памяти.
Соединения серы омолаживают клетки головного мозга и стимулируют их
активность. Он укрепляет иммунитет и содействует общему оздоровлению
организма. Полезнее всего употреблять лук, растертый с медом.
4. Сообщение Применение в медицине. (Слайд 11)
В медицине серу применяют в виде 30%-ных мазей при лечении кожных и
грибковых заболеваний, сероводородную воду для лечения ревматизма, соли
серной кислоты, например гипс, сульфат кальция для гипсовых повязок. Для
лечения вирусных инфекций ОРЗ и Гриппа применяют медицинские
лекарства, содержащие серу так называемые сульфаниламидные препараты.
Они подавляют активность многочисленных микробов. Один из таких
препаратов стрептоцид. Применяется для лечения ангины, рожистого
воспаления, менингита, для обеззараживания ран. В смеси с норсульфазолом
входит в состав ингалипта аэрозоля для лечения воспаления горла. Альбуцид
знакомое многим лекарство от конъюктивита, некоторые врачи назначают и
от насморка и от отита, а если вводить его в виде инъекций, то и от воспаления
легких. Сера обязательно входит в состав антибиотика – пенициллина.
Учитель: (Слайд 12) Хочется привести слова крупнейшего японского
биохимика Шигеру Оае, сказанные им примерно два десятилетия назад
Пока наши знания о сере -
это лишь вершина айсберга,
большая часть которого скрыта
под водной поверхностью и
ждет своих исследователей.
Закрепление нового материала. (III этап)
Учитель: Таблица в рабочих картах составлена. Проверим, что вы успели
записать. Дополните если вы не всё отметили.
Для закрепления полученных знаний – сдайд-фильм «СЕРА»
Рефлексия
Подводя итог, делаем вывод: круговорот веществ в природе важнейшее
экологическое понятие, отражающее взаимосвязь веществ. На сегодняшний
день внимание к природным круговоротам веществ особенно велико, поскольку
от изменений в них зависит будущее человечества. На материалах круговоротов
можно изучать свойства веществ и условия протекания химических реакций,
составлять уравнения реакций, знакомиться с областями применения веществ,
используя валеологические сведения.
Домашнее задание
Закончить оформление рабочей карты и выполнить задание 2, 3 и 4. По
материалу урока составьте тест, который можно будет предложить
одноклассникам.
Итог урока: оценка работы на уроке.