Урок-обобщение по теме "Серебро и его соединения". 11-й класс
При подготовке к уроку учащиеся класса получают задание по анализу отдельных вопросов и делятся на экспертные группы: “историки”, “геологи”, “физики”, “химики – теоретики”, “химики – экспериментаторы”, “технологи”, “врачи”.
1. Серебро – химический элемент.Учитель: На основании положения атома серебра в периодической системе дайте характеристику как типичному d-элементу.
Ученик: Серебро – химический элемент с порядковым номером 47, номер периода 5, большой, нечетный 7 ряд, номер группы 1, побочная подгруппа, d-элемент, металл, электронная конфигурация [Кr]4d 10 5s 1 .
Учащиеся на доске изображают электронно-графическую формулу атома серебра, отмечают характерные степени окисления: 0, +1; отмечая признаки проскокa электронов, о возможности проявления степеней окисления +2, +3.
2. История происхождения серебра (сообщение учащегося их группы “историков”).Серебро известно человечеству с древнейших времен. Это связано с тем, что в свое время серебро, равно как золото, часто встречалось в самородном виде – его не приходилось выплавлять из руд. Это предопределило довольно сильное присутствие серебра в культурных традициях различных народов. В Ассирии и Вавилоне серебро считалось священным металлом и являлось символом Луны. В средние века серебро и его соединения были очень популярны среди алхимиков. На русском “серебро”, на немецком “зильбер”, на английском “сильвер” – эти слова восходят к древнеиндийскому слову “сарпа”, которым обозначили Луну и Серп – древнейшее орудие земледельца. Латынское слово “аргентум” означает “белое”. С середины 18 века серебро становится традиционным материалом для изготовления посуды. Кроме того, серебро и по сей день используется для чеканки монет.
3. Нахождение в природе (сообщение учащегося из группы “геологов”).- Определенная часть благородных и цветных металлов встречаются в природе в самородной форме. Известны и документально подтверждены факты нахождения не просто больших, а огромных самородков серебра. Так, например, в 1447г. на руднике “Святой Георгий” был обнаружен самородок серебра весом 20 т. Глыбу серебра размером 1х1х2,2 м выволокли из горной выработки, устроили на ней праздничный обед, а затем раскололи и взвесили. В Дании, в музее Копенгагена, находится самородок весом 254 кг, обнаруженный в 1666 г. на норвежском руднике Конгсберг.
- В настоящее время в здании парламента Канады хранится одна из добытых на месторождении Кобальт самородных пластин серебра, получившая за свои размеры название “серебряный тротуар”, она имела длину около 30 м и содержала 20 т серебра.
- Известны более 50 природных минералов серебра; в них серебро связано с серой, селеном, теллуром или галогенами, из которых важное промышленное значение имеют лишь 15-20, в том числе: самородное серебро; электрум (золото-серебро); кюстелит (серебро-золото); аргентит Ag2S (серебро-сера).
Серебро встречается в природе в самородном состоянии и в виде соединений. Серебро– редкий элемент; в земной коре его почти в тысячу раз меньше, чем меди и его содержание составляет 7х10 -6 весовых процента (золота в 20 раз меньше), по распространенности серебро на 67-месте среди элементов. Серебром богаты страны Центральной Европы ( Чехии, Германии, Австрии, Испании, Франции, Англии), Южной Америки (Перу, Чили, Мексики, Боливии), Канады.
4. Физические свойства серебра.Учитель: Какова кристаллическая решетка серебра? Исходя из этого, назовите известные Вам физические свойства серебра, отмечая самые привлекательные из них.
Сообщение учащегося из группы “физиков”: Серебро – довольно тяжелый ( его плотность 10,5 г/см 3 ) металл белого цвета, сравнительно мягкий, ковкий, пластичный (1 г его можно вытянуть в проволоку длиной до 2 км), тугоплавкий (температура плавления 1235,1?С). Имеет высокую отражательную способность (во время ВОВ при штурме Берлина войсками Первого и Белорусского фронта 143 прожектора огромной светосилы ослепили гитлеровцев в их оборонительной полосе, и это способствовало быстрому исходу операции) и самые высокие показатели электропроводности и теплопроводности среди всех металлов. Серебро легко сплавляется со многими металлами; небольшие добавки меди делают его более твердым, годным для изготовления различных изделий.
Не стоит забывать и о “фамильном серебре”: ковкость, пластичность, бактерицидность делали посуду предметом роскоши. Это был символ достатка и респектабельности. В этом никто не мог переплюнуть графа Орлова, фаворита Екатерины Великой. Его респектабельность состояла из 3275 серебряных предметов, на изготовление которых более 2 тонн серебра.
5. Химические свойства серебра.a. Взаимодействие с простыми веществами
Учитель: Какова химическая активность серебра по положению в электрохимическом ряду напряжения металлов?
Учитель: С какими простыми веществами реагирует серебро?
В работу включаются учащиеся из группы “химиков – теоретиков”.
На доске составляются левые части уравнений химических реакций; учащиеся в духе соревнования дописывают правую часть уравнений.
4Ag + O2—> 2Ag2O (при обычных условиях с кислородом реакция не идет)
Учитель: Что происходит с серебром во время грозы?
Учитель: Почему серебряные изделия чернеют на воздухе и на кожном покрове?
2Ag + S—> Ag2S (черный осадок)
Серебро также темнеет при продолжительном контакте с белком и кожей нездорового человека, отсюда и поверье о том, что серебро обладает даром предвидеть тяжелое заболевание своего хозяина. Чёрное вещество на серебре – это окись серебра и сульфид серебра в разных пропорциях.
Учитель: Почему при работе с галогенами нужно снимать серебряные изделия?
2Ag + Cl2—> 2AgCl (серебро хорошо реагирует с галогенами)
b. Взаимодействие со сложными веществами
Учитель: Возможно ли протекание следующих уравнений химических реакций:
Ответ: Серебро – благородный металл (находится в ряду напряжений металлов после водорода, с разбавленными растворами кислот, кроме HNO3, реакция не идет)
Учитель: Составьте уравнения следующих реакций (на доске представляется схема левой части уравнений):
Учитель: Возможно ли протекание следующих уравнений химических реакций:
Ag +CuSO4 —> (реакция не протекает, так как атом серебра в электрохимическом ряду напряжений металлов находится после атома меди).
Вывод: Серебро – малоактивный металл (электродный потенциал равен 0), восстановительные свойства выражены слабо.
c. Химические свойства соединений серебра со степенью окисления +1
1) Взаимодействие с неорганическими веществами
Учитель: Как из нитрата серебра можно получить оксид серебра (I)
Ag2 O – оксид серебра – твердое вещество темно–коричнего цвета. Проявляет амфотерные свойства
AgNO3 нитрат серебра (ляпис) – кристаллы белого цвета. Самая известная соль элемента №47. Обладает прижигающим и вяжущим действием. На коже оставляет след.
Учитель: Какие ионы можно определять с помощью раствора нитрата серебра AgNO3 ? (Приложение 1).
AgNO3 + NaГ —> Ag Г + NaNO3; Г=Cl, Г=Br, Г=J, .
Учащиеся составляют уравнения химических реакций качественного анализа в молекулярном ионном видах с указанием цвета осадков.
Группа химиков-экспериментаторов осуществляет качественный анализ, результаты исследований представляет вниманию класса.
Учитель: Какие изменения происходят с соединениями серебра со степенью окисления +1 при термическом разложении?
Разложение AgBr используется в фотоделе:
Учитель: В чем проявляются основные свойства ?
Учитель: Какие свойства имеют соединения Ag +1 с точки зрения ОВР?
Учитель: Соединения Ag +1 – комплексообразователи.
Соединения Ag +1 легко восстанавливаются до Ag 0 :
Но хлорид серебра не растворяется даже в концентрированной азотной кислоте.
2) Взаимодействие аммиачного раствора оксида серебра (I) с органическими веществами.
Учитель: Как можно качественно обнаружить концевую тройную связь у алкинов?
Ответ: Концевую тройную связь у алкинов можно обнаружить с помощью аммиачного раствора оксида серебра (I). При этом с ацетиленом образуется взрывчатое вещество ацетитиленида серебра (I) темно-серого цвета, применяемое в военном деле для взрывных работ.
Данная реакция не характерна для алкинов с положением тройной связи в других позициях: реакция не идет с бутином-2.
Учитель: Какие функциональные группы у кислородсодержащих органических соединений можно качественно обнаружить с помощью аммиачного раствора оксида серебра (I)?
Ответ: C помощью аммиачного раствора оксида серебра (I) определяется альдегидная группа у альдегидов, моносахаридов (глюкозы), дисахаридов: восстанавливающихся сахаров– лактозы и мальтозы. При этом идет реакция “серебряного зеркала” с выпадением блестящего зеркального налета (использовалась для производства зеркал), где является окислителем.
Учитель: В двух пробирках находятся растворы муравьиной и уксусной кислот. Как экспериментально можно обнаружить данные кислоты?
Ответ: Оба раствора кислот является бесцветными жидкостями со специфическим запахом, изменяют цвет лакмуса в красный, метилоранжа – розовый. Под действием соды – вскипают. Но у муравьиной кислоты в результате внутренней перегруппировки атомов имеется альдегидная группа. Поэтому единственной карбоновой кислоте характерна реакция “серебряного зеркала”.
6. Получение серебра (выступает группа “технологов”).Поскольку месторождения серебра редки и выработаны, его получают из руд таких металлов, как медь и свинец, в которых всегда содержится примесь серебра:
1) Пирометаллургический способ получения серебра.
Серебро выделяют из неочищенного свинца. Сначала к свинцу добавляют жидкий цинк, который не смешивается со свинцом, но дает прочные интерметаллиды с серебром: Ag2Zn3, Ag2Zn5. В жидком свинце эти интерметаллиды не растворяются, а всплывают на поверхность (образуется серебристая поверхность). Ее снимают, удаляют Zn перегонкой, а свинец удаляют в виде оксида:
Далее серебро очищается электролитически.
2) Серебро получают в виде побочного продукта при переработке медных руд. При очистке электролизом “черновой меди” в электролит (раствор CuSO4) переходят примеси металлов, стоящих в ряду напряжений до меди, а в осадок (шлам) выпадает Ag, Au, платиновые металлы и т.д.– металлы, стоящие в ряду напряжений до меди.
7. Применение серебра.Учитель: На основании изученных физико-химических свойств серебра и его соединений выделите наиболее важные отрасли применения серебра.
Серебро используется в качестве катализатора в фильтрах противогазов.
Ацетиленид серебра (карбид) изредка применяется как мощное инициирующее взрывчатое вещество (детонаторы).
Серебро зарегистрировано в качестве пищевой добавки Е174.
Еще более эффективно действует слабый раствор комплексного соединения серебра с аммиаком, применяющийся в медицине под названием аммарген (производное от слов “аммиак” и “аргентум”). Нитраты серебра в виде раствора аммаргена широко применяются для промывания ран или слизистой оболочки при различных воспалительных состояниях, а также используются в изготовлении различных антибактериальных средств.
Физиологическое действие (выступает группа “врачей”).
Обычно серебро поступает с водой и пищей в ничтожно малых количествах– всего 7 микрограммов в сутки. И при этом такое явление, как дефицит серебра, пока нигде не описано.Серебро не относится к жизненно важным биоэлементам. Серебро – это тяжелый металл. Пить воду с ионами серебра не стоит. Серебро – клеточный яд. Постоянное употребление серебра даже в малых дозах может вызвать хроническое заболевание, связанное с повышенным содержанием серебра в организме – аргирию (аргентоз, аргироз). ПДК для серебра – 50 мкг/л. При длительном употреблении может возникать поражение почек, неврологические расстройства, нарушение пищеварения, головные боли и хроническая усталость. При попадании в организм больших доз растворимых солей серебра наступает острое отравление, сопровождающееся некрозом слизистой желудочно-кишечного тракта. Первая помощь при отравлении – промывание желудка раствором хлорида натрия, при этом образуется нерастворимый хлорид серебра, который и выводится из организма. Ион Ag + , попадая на тело, вызывает ожог.