Алюминий. Темір

 

 

 

 

 

 

                 

 

 

 

 

 

                                                                      

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                               

 

 

                                                                                                                                                                          

                                                           

 

 

 

                                                              

Пәні: Химия

Сабақтың тақырыбы:    «Алюминий. Темір»

Оқытудың әдісі: сұрақ-жауап, өздігінен жұмыс жасау, есептер шығару

Сабақтың мақсаты:

Білімділік:                                       Студенттерге жаңа сабақты өтілген сабақтармен байланыстыра отырып, бір жүйеге келтіру,металдардың түрлері, қасиеттері, металдардың бір-бірінен айырмашылығы, қасиеттері, қолданылуы туралы түсіндіру.

Тәрбиелілік:                                    Өз бетімен жұмыс істеп , өз білімін өзі тексеріп, бағалай білуге үйрету. Өздігінен талпынып , жауапкершілікті сезінетін саналы,өнегелі ұрпақ тәрбиелеу.

Дамытушылық:                             Өз бетімен ізденуін ой-өрісін , шығармашылық мүмкіндігін дамыту, ғылыми көзқарасын дамыту.

Сабақтың түрі:     аралас сабақ

Пән аралық байланыс: биология, география, әдебиет,физика

Методикалық жабдықтау: Үлестірмелі материалдар, сызба нұсқалар, дидактикалық тапсырмалар, Д.И.Менделеевтің периодтық кестесі интерактивтік тақта.

Пайдаланылған әдебиеттер:

• Н.Нұрахметов, Қ.Бекішев, Н.Заграничная Химия
• Қ.Аханбаев Химия

Сабақтың жоспары

І. Ұйымдастыру кезеңі: Студенттерді түгелдеу, сабаққа психологиялық дайындау, жаңа сабақты қабылдауға дайындау.

   ІІ. Үй тапсырмасын сұрақ- жауап арқылы тексеру:

 1) Кім білгір? (Викториналық сұрақтар)

1.Металдар дегеніміз не?
2. II топқа қандай металдар жатады?

3. Берилий, магний, кальций элементтеріне сипаттама жаса?
   4. Барий, радий, мырыш  элементтерінің бір-бірінен айырмашылығы

            қандай?
5. Мырыштық биологиялық ролі неде?
6. Олардың қасиеттері мен қосылыстары

ІІІ. Жаңа сабақ жоспары:

1. Алюминий мен темірдің табиғатта таралуы
2. Периодтық жүйедегі орындары
3. Физикалық және химиялық қасиеттері
4. Қосылыстары және қолданылуы

 

1. Жаңа сабақты түсіндіру

Металдар. Адамдар ерте кезден ақ металдарға иілгіштік, созылғыштық, металдық жылтыр, жылу өткізгіштік және т.б. белгілі бір қасиеттер бар екенін байқаған. Бұл қасиеттер жалпы мәні және ажырату белгілері бойынша металдардың барлық класын сипаттай бастады. Ақыры, қорыта келе «металл» түсінігі тұжырымдалды. Бұл түсінікке қарама қарсы бейметалл түсінігі пайда болды. Қазіргі кезде металдарға жататын 88 және инертті газдарды қоса алғанда 22 бейметалл бар екені белгілі.

Металдар І – ІІІ топтың негізгі топшаларында, сонымен бірге барлық қосымша топшаларда орналасқан, олар s- және d- элементтер және  p-элементтер ұяластарын түзеді. Металдардың сыртқы энергетикалық деңгейінде бірден үшке дейін электрон болады.

Металдар периодтың ортасында және басында тұр, сондықтан олардың атомдарының радиустары салыстырмалы түрде алғанда үлкендеу. Демек, атом құрылысының ерекшеліктері бұл элементтердің металдарға жататынын айқындайды.

Металдарға тән сипаттаушы қасиет: олардың атомдарының сыртқы электрондарын оңай беріп, оң зарядты иондарға айналуы болып табылады.

Металдардың физикалық қасиеттері.

1.металдардың түсі
2.жылуды және электр тогын жақсы өткізуі
3.жылтырлығы
4.созылғыштығы(иілгіштігі)
5.қаттылығы
6.тығыздығы
7. балқу температуралары

Темір – VIIIБ топ элементі. Темірдің валенттік электрондары сыртқы s – электрондар және сырттан санағанда екінші деңгейдегі d – электрондар болып табылады, сондықтан ол ауыспалы тотығу дәрежелерін көрсетеді.

Темір химиялық реакцияларда екі немесе үш электрон беріп, өзінің тұрақты қосылыстарында +2 және +3 тотығу дәрежелерін көрсетеді.

Темір табиғатта таралуы бойынша екінші металл. Оның жер қыртысындағы үлесі 5,1%. Көптеген метеориттердің құрамында темір бар, сондықтан оны ертеде «аспан » немесе «жұлдыз» деп те атаған. Жер қыртысында темір көптеген минералдар түзеді. Темірдің маңызды өнеркәсіптік кендері: қызыл теміртас (Fe₂O₃) , магниттік теміртас (Fe₃O₄), пирит ( FeS₂). Елімізде темір кендерінің үлкен қоры Рудный темір кені бассейнінде және Орталық Қазақстанда бар. Қазіргі уақытта елімізде жүздеген кен орындары мен кен ошақтары белгілі. Көптеген кен орындарында кендердің аз тереңдікте орналасуы оларды арзан ашық әдіспен өндіруге мүмкіндік береді. Темір минералдары судың құрамына сульфат және гидрокарбонат түрінде кіреді. Темір тұздары теңіз суларында бар, мұхит түбінде темірге бай табиғи шөгінділер кездеседі.

Өнеркәсіпте алынуы. Темірді оның оксидтерін сутекпен, алюминиймен немесе көміртек оксидімен тотықсыздандырып алады:

Fe₂O₃ + 4CO = 3Fe + 4CO₂

FeO + H₂ = Fe + H₂O

Fe₂O₃ + 2Al = 2Fe + Al₂O₃

Физикалық қасиеттері. Темір – жылтыр, күмістей ақ түсті металл, оның тығыздығы 7,87 г/см³. Оның балқу температурасы +1539 градус, қаттылығы 4,6, ол I – III топ металдарынан қатты. Темірдің иілгіштік, оңай магниттелетін және оны жоғалтатын қасиеті бар, техникада кеңінен қолданылады.

Химиялық қасиеттері. Белсенді бейметалдар темірті тотықтырады:

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

Fe + S = FeS

3Fe + 2O₂ = Fe₂O₃

Қыздырылған темір су буымен әрекеттеседі:

Fe + H₂O = FeO + H₂

Қышқылдармен әрекеттеседі:

Fe + HCl =  FeCl₂ + H₂

Темір белсенділігі төмен металдарды тұздарынан тотықсыздандырады:

Fe + CuCl₂ = FeCl₂ + Cu

Темірдің биологиялық рөлі. Темір тірі организмдерде болады. Үлкен адамның денесінде 4 – 5  грамм темір болады, оның 65% і қанның гемоглабинінде. Гемоглобин қанға қызыл түс береді және тыныс алу органынан оттекті әртүрлі ұлпаларға тасымалдайды. Темір иондары көптеген ферменттердің қалыпты қызмет етуіне, қан түзілу процесіне және организмде зат алмасу процесі жүру үшін қажет. Қанда темірдің жетіспеуі адамның денсаулығына әсер етеді, қаназдық ауруы пайда болады. Байланысқан темір көптеген тамақ өнімдерінде: қара нанда, картопта, алмада, өрікте, қарақұмықта болады. Бұл өнімдерді қаназдықтың алдын алу үшін тамақ рационына енгізу керек.

Қолданылуы. Таза темірді шеге, магниттелу және магнитсіздену қабілетіне байланысты электромагниттік құралдардың бөлшектерін жасау үшін қолданады. Темірдің құймалары шойын және болат көп қолданылады. Бұлар қазіргі техниканың басты конструкциялық материалдары. Дүниежүзінде темір мен оның құймаларын басқа барлық металдарға қарағанда жиырма есе артық өндіреді.

Алюминий белсенді болғандықтан табиғатта бос күйінде кездеспейді, ал қосылыстар құрамында алюминий табиғатта ең көп таралған металл. Ол силикаттар құрамына, сондай ақ далалық шпаттың табиғи ыдырауы нәтижесінде түзілетін саздың құрамына кіреді. Алюминий қосылыстарының ішіндегі ең маңыздылары: Al₂O₃ корунд, рубин, сапфир, ортоклаз KALSi₃O₁₀, альбит NaAlSi₃O₁₀, анортит Ca(AlSiO₄), нефелин KnaAlSiO₄, криолит Na₃AlF₆, боксит Al₂O₃ *xH₂O.

Алюминий өндірісінде шикізат ретінде көбінесе бокситтер жиі қолданылады. Қақтағанда олар суын жоғалтып, алюминий оксидіне айналады. Электролиз кезінде катодта алюминий, анодта оттек бөлінеді.

Елімізде Павлодар қаласында Торғай кен орнындағы бокситтен электролиздік әдіс арқылы алюминийді алу үшін глинозем өндіретін алюминий зауыты жұмыс істейді.

Физикалық қасиеттері. Алюминий күмістей ақ түсті жеңіл металл. Алюминийдің иілгіштік қасиеті жоғары, ол оңай фольга болып жайылады және сым түрінде созылады. Алюминий электрөткізгіштігі және жылуөткізгіштігі жоғары элемент болып табылады. Оның электрөткізгіштігі мыстың электрөткізгіштігімен шамалас. Өте жеңіл болғандықтан алюминий сымдарының көлденең қимасы үлкен болса да, массасы жағынан мыс сымдарынан жеңіл болады.

Химиялық қасиеттері. Алюминий ауада бұзылмайды, өйткені оттекпен әрекеттескенде тез түзілетін оксидтік қабықшамен қапталады. Оксидтік қабықша оттектің металға енуіне мүмкіндік бермейді. Егер қабықшаны алып тастаса, алюминий тез тотығады. Сынап пен алюминий құйма – амальгама түзеді. Амальгамалық алюминий сумен қарқынды әрекеттеседі.

Алюминий ұнтағын қыздырғанда тұтанады және алюминий оксидін түзіп, жарық жалынмен жанады:

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

Алюминий мен оттектің байланысы өте жоғары беріктілікпен ерекшеленеді. Сондықтан алюминий көптеген металл оксидтерінен оттекті тартып алады. Металл оксидтерін алюминиймен тотықсыздантыру алюминотермия деп аталады.

8Al + 3FeO * Fe₂O₃ = 4Al₂O₃ + 9Fe

Алюминий галогендермен тікелей әрекеттесіп, галогенидтер түзеді:

2Al + 3Cl = 2AlCl₃

Қолданылуы:  Алюминий техникада және тұрмыста кеңінен қолданылады. Жеңіл және бағалы қасиеттері бар құймалары алынатындықтан, оның авияциялық өнеркәсіпте, автокөлікте, электротехникада электр сымдарын жасау үшін, сонымен қатар жарылғыш заттарды алуда, химиялық аппаратураларды дайындауда, ғимараттарды салуда, жиһаздарды, ыдыстарды және т.б. жасауда маңызы өте зор.

Алюминийдің қолданылатын маңызды аймағы – оның негізіндегі жеңіл құймалар өндірісі. Металдық алюминийді – мыс, магний, титан, никель, мырыш, темір негізіндегі құймаларды легирлейтін қоспа ретінде кеңінен қолданылады.

Алюминиймен темір бұйымдардың бетін қаптайды, бұл оларды жемірілуден қорғайды. Ол үшін болат бұйымды біраз уақыт алюминий балқымасында ұстайды, бұл кезде беткі қабатында металмен құйма түзіледі. Металдарды тотығудан қорғаудың бұл әдісі алитирлеу деп аталады.

Алюминий қосылыстары да көп қолданылады. Алюминий оксиді табиғатта қатты корунд минералы түрінде кездеседі, оны металдарды ыспалау үшін және жылтырату үшін абразивті материал ретінде қолданады. Рубиннің жасанды өсірілген монокристалдарын лазерлерде, сағат жасауда және зергерлік өнеркәсіпте қолданылады. Табиғи немесе жасанды жолмен алынған корунд жоғары температурада қыздырғаннан кейін өте қатты және қышқылдарда ерімейтін болады.

Алюминий тұздарының ішінде көп таралғаны және маңыздылары: алюминий хлориді және алюминий сульфаты, алюмокалий ашудасы. Алюминий хлоридін органикалық синтезде өршіткі ретінде, ал алюминий сульфатын суды тазалауда және қағаз өндірісінде, сондай ақ оның кристалгидратын мақта, маталарды бояу үшін қолданылады. Алюмокалий ашудасын тері, аяқ киім өнеркәсібінде теріні илеу үшін және маталарды бояғанда өңдеу үшін қолданады. Алюминийдің барлық тұздары суда жақсы ериді. Медицинада оларды күйдіру үшін және қан тоқтатқыш зат ретінде қолданады.

1. Сергіту сәті. Жұмбақтар

1.Сұрғылт түсті кәдімгі металмын,

Механикалық әсерге берілмейтін қаталмын.

Негізгі пәтерім 24-ші,6-шы көшеде болсам да,

Кендерім Мұғалжарда, тауда жатырмын

( Хром-Cr  )

2. Ертеден белгілі жетеудің бірімін,

Электротехника саласында ірімін

Көптеген құймаларға кіремін

Әдемілігім жөнінде алтынмен тең жүремін

( Мыс — Сu  )

3. Менделеев аулының 6-шы көшесінде тұрағым

Әр түнде адамдармен жүздесіп тұрамын

Мені балқыта алмай қиналады көбісі,

Қазақстан Әлемде кенім жөнінен бірінішісі

(  W- вольфрам балқу темп-34100С )    

4. Болмасамда айтарлықтай салмағым,

Мені көбіңнен ардақтымын алдамын

Ұшақ болып аспанға ұшып қалықтап

Жердің жүзін,көк аспанды шарладым

Қымбат болдым алтыннан да ертеде

                                                       ( Алюминий — AI )

5. Ә керемет бір ит бар

Үй бағады үрмейді

Аяғы жоқ жүрмейді

Темір тықсаң сөйлейді

Тілін адам біл мейді

Рұқсатсыз ол иттен

Адам үйге кірмейді

                                 (Құлып)

6.Қарап  тұрсаң  өзіңе

Сурет түсер  көзіңе

Ол  суретің  ұқсайды

Дәл қазіргі  кезіңе                                  (Айна)

7.Бас аяғы теп тегіс болып кеткен

Селкілдесе денесі дір дір еткен

Өзіне қандай жуан кез келсе

Күшімен қақ айырып бөліп кеткен

(Темір арба)

 

 

 

Сәйкестендіру тесті (Семантикалық карта)

Темірдің қосылыстары	Fe2SO4	Fe2O3	FeCI2	FeS2	Fe(ОН)3	NaFeO2	Fe(НСО3)	АI2O3	АICI3
Темір сульфаты
Темір(III) гидроксиді
Натрий ферриті
Темір гидрокарбонты
Темір оксиді
Темір хлориді
Пирит
Алюминий оксиді
Алюминий хлориді

Есептер шығару

Заттардың формулалары арқылы бейорганикалық қосылыстарға жіктеу және массалық үлесін табу:

Fe₂SO₄, Fe₂O₃, FeCI_2, Fe(ОН)_3, NaFeO_2, АI₂O_3, АICI_3, FeS_2, Fe(НСО₃)

Бекіту сұрақтары:

1. Қамал элементінің қазіргі атауы?
2. Өнеркәсіптің негізгі металы?
3. Темірдің химиялық қасиеті?
4. Металдардың тот басуы не деп аталады?
5. Алюминийдің физикалық қасиеті?

VII.Бағалау

Үй тапсырмасы: Н.Нұрахметов., Қ.Бекішев Н.Заграничная Химия

• 7.4 Темір (191 — 196б)
• 8.2 Алюминий және оның қосылыстары (200-204б)