МЕТАЛЛЫ ТОЖЕ ВОЕВАЛИ 75-летию Великой Победы посвящается.

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ШКОЛА № 3 ГОРОДА ДЕБАЛЬЦЕВО»

Открытый урок на тему «МЕТАЛЛЫ»

Химия 9 класс

75-летию Великой Победы посвящается... 

Учитель:

Чумак Виктория Геннадиевна

Дебальцево

2020 год

Тема: Металлы тоже воевали...

Цели урока: 

1. Углубить представление о многообразии металлов и их значении.

2. Показать, что победа ковалась и в тылу трудом многих советских людей, видных ученых, инженеров и рабочих.

3. Развивать познавательный интерес, реализуя межпредметные связи курсов химии, истории, литературы.

4. Воспитывать в учащихся чувство патриотизма, преданности и любви к своей Родине, уважительное отношение к ветеранам войны и тыла.

1. Мотивация учебной деятельности

Где бы вы ни были: дома или в школе, на улице или в транспорте - вы видите, какое множество металлов трудится вокруг нас и для нас. Нажали кнопку звонка - и звонкая медь отозвалась заливистым голосом. Нажали выключатель на стене - и тонкая пружина из вольфрама наполнила светом комнату. Без гвоздя и молотка не обойдется ни один строитель. Всего не перечесть, ведь нас окружают десятки металлов. Через века и тысячелетия человек пронёс уважение к металлу и мастерам, добывающим и обрабатывающим его.

Кто б ни был ты, прекрасный гений,
Твои творения окажутся пустыми,
Когда ты будешь сух и нелюдим.
И знай, тебе скажу без наставлений,
Будь ты биолог, физик или химик –
Ты должен быть искусством вдохновим.
Не станешь ты творцом открытий разных,
Не сможешь воплотить свои мечты,
Когда к литературе безучастен,
Поэзию не понимаешь ты.

 Думаю, многие из вас догадались, о чем пойдет речь на нашем занятии. Да, как это ни странно, сегодня мы попробуем объять необъятное – совместить три таких предмета, как: химию, литературу и историю. Обратите внимание, ребята, на эпиграф нашего урока, на слова писателя Александра Арбузова: “Не могу представить себе химика, незнакомого с высотами поэзии, с картинами живописи, с хорошей музыкой. Вряд ли он создаст что-либо значительное в своей области”. Поэтому сегодня, следуя логике этих слов, мы объединились в три группы – химики, историки и литературоведы, и, постараемся совместными усилиями провести сегодняшний урок.  А тема сегодняшнего урока – “Металлы ”. Первоначальные сведения о них вы получили ещё в 7и 8 классах, а сейчас попытаемся вспомнить известные нам факты.

2.Активизация мыслительной деятельности

1.Ответить на вопросы с помощью карточек с символами химических элементов-металлов (групповая работа).

1) Металл, который при обычных условиях является жидкостью. (Ртуть, №80)
2) Металл, ионы которого обладают дезинфицирующими свойствами (Серебро, №47)
3) Какой металл назван в честь России? (Рутений, №44)
4) Из какого металла делают нить лампы накаливания? (Вольфрам, №74)                           

5) Какой металл считается самым древним в использовании человеком? (Медь, №29)
6) Эйфелева башня находится в стране, в честь которой назван металл. (Франций, №87)
7) Самый распространенный металл земной коры, который применяется в самолетостроении, производстве линий электропередач, фольги, упаковочного материала и т.д. (№13, Алюминий)
8) Металл, усиливающий жесткость воды, входящий в состав гигантских сосулек, свисающих с потолка пещер (сталагмитов и сталактитов), образующий меловые горы, известняки, мрамор, необходимый для строения костей, повышения мозговой деятельности. (№20, кальций)
9) Один из самых широко известных радиоактивных металлов, применяемых на атомных электростанциях. (№92, уран)

3. Презентация нового материала

Химические элементы – металлы

89 элементов Периодической системы элементов являются металлами

Металлы находятся в 1-3 группах и В-подгруппах остальных групп

На внешнем электронном слое металлов чаще всего 1-3 электрона

Атомы металлов легко отдают внешние электроны, проявляя свойства восстановителей

Простые вещества металлы (физические свойства)

Физические свойства металлов определяются металлической кристаллической решеткой

Все металлы твердые, непрозрачные, блестящие, ковкие (пластичные), теплопроводные, электропроводимые

Применение металлов: электроэнергетика, электротехника, электроника, тяжелая и легкая промышленность, транспорт, связь, сельское хозяйство, медицина, строительство, быт, пищевая промышленность

Какой металл входит в состав белка гемоглобина, участвующего в переносе кислорода в организме человека? ((Железо, №26)
 Да, для всех нас металлы ассоциируются с прочностью. И этой ассоциацией пользуются писатели и поэты. Например, о человеке с жесткой речью говорят: “С металлом в голосе”, о стойком характере – железный характер. Так давайте поговорим о железе.

Железо занимает 5 место по распространенности в земной коре. На его долю приходится 1,5 % от общего числа атомов земной коры. Железо присутствует всегда в растениях и животных организмах. Одной из важнейших функций железа в организме человека является связывание молекулярного кислорода и перенос его в ткани. Химически чистое железо получают из оксида железа водородом или электролизом водных растворов солей железа.

Железо представляет собой блестящий белый металл с синеватым отливом. Железо хорошо намагничивается и размагничивается.

 В таблице Менделеева трудно найти какой-либо иной элемент, с которым так неразрывно связалась бы жизнь всего человечества. Нет другого элемента, при участии которого проливалось бы так много крови, терялось бы столько жизней, происходило бы столько несчастий.

Как сказал А. Блок:

Век девятнадцатый железный,
Воистину железный век,
Тобою в мрак ночной, беззвездный
Беспечный брошен человек.

 “Железные рудники доставляют человеку превосходнейшее и зловреднейшее орудие. Ибо этим орудием вспахиваем мы землю, сажаем кустарники, обрабатываем дикие лозы с виноградом, понуждаем их каждый год молодеть. Этим орудием выстраиваем дома, разбиваем камни и употребляем железо на все подобные подробности.

Но тем же самым железом производим битвы и грабежи и употребляем его не только вблизи, но и посылаем окрыленное вдаль, то из бойниц, то из мощных рук, то в виде оперенных стрел. Самое порочное ухищрение ума человеческого, ибо, чтобы смерть поскорее настигла человека, сделали ее крылатою и железу придали перья. Того ради да будет вина приписана человеку, а не природе.”

А ведь героя произведения Плиния - старшего испугало совсем уж безобидное, на наш взгляд, оружие – мечи, копья, стрелы. Чтобы он сказал, если бы увидел современные пушки и пулеметы, танки и крейсеры.

Клинок уральский – восхищенье глаз:
В лазурном поле мчится конь крылатый,
Почтен неоценимою оплатой
Строй красоты, не знающий прикрас.
Таков же, мастер, твой волшебный сказ –
Связуя вязью, тонкой и богатой,
Торжественно тревожный век двадцатый
И быль веков, - обворожая нас.
Да будет это творческое слово,
Грядущему являя мир былого,
Оружьем столь же мощным на века,
Как эта сталь и как душа народа,
Как с ней одноименная свобода –
Крылатый конь уральского клинка.

 Да, железо – прочный металл, но еще крепче сплав железа с углеродом, который называется сталью.

Мы расскажем вам о секрете булатных мечей. Много столетий назад в Индии процветало искусство изготовления из стали мечей и кинжалов особой твердости с необычным узором, острых и тонких, как бритва, и гибких, как ветка ивы. С течением времени рецепты изготовления такой булатной стали были забыты.

Разгадать секрет производства булатов, объяснить чудесные свойства старинных дамасских клинков пыталось ни одно поколение ученых 18-19 веков. Безуспешно занимался этой проблемой физик М. Фарадей.

Павлу Аносову первому удалось открыть тайну булата. В течение 10 лет он осуществил тысячи экспериментов, используя влияние на качество стали кремния, марганца, хрома, углерода, алюминия, титана, алмаза, платины, золота. Эти опыты увенчались успехом, и Аносов получил сталь, не уступающую по качеству прославленной дамасской, сочетающую изумительную твердость и невиданную упругость. На клинках из этой стали были необыкновенные узоры.

Мне приснилась иная печаль
Про седую дамасскую сталь.
Я увидел, как сталь закалялась,
Как из юных рабов одного
Выбирали, кормили его,
Чтобы плоть его сил набиралась.
Выжидали положенный срок,
А потом раскаленный клинок
В мускулистую плоть погружали,
Вынимали готовый клинок.
Крепче стали не видел Восток,
Крепче стали и горше печали.

Железо являлось основным металлом, из которого изготовляли многочисленные и разнообразные орудия для истребления людей. Недаром копье и щит, характерные принадлежности бога войны Марса, древние мудрецы сделали символом, обозначающим железо. Оно действительно верно и безотказно служило Марсу.

 С изобретением огнестрельного оружия на изготовление пуль для ружей, пистолетов и картечи для артиллерии стали расходовать много свинца.

 Свинец - синевато-серый металл, тяжелый, мягкий, ковкий. На воздухе покрывается оксидной пленкой, стойкой к химическим воздействиям. Используют для изготовления пластин для аккумуляторов, оболочек электрических кабелей, защиты от гамма-излучения, как компонент типографских и антифрикционных сплавов, полу проводных материалов.

Труба и ракета сказали: “Отбой”.
Замолкли орудия. Кончился бой.
Три друга склонились над другом своим,
Который на камне лежал недвижим.
Был первый моложе и тише других,
И первый тревожно взглянул на двоих.
И голосом сломанным, из темноты:
“Я тоже погибну, товарищ, как ты”.
И звезды рассыпались над головой,
И голову поднял товарищ второй:
“За нами Россия – родимая мать,
Без слова готов за нее умирать”.
Но третий спокойно сказал: “Не тужить,
Надо уметь побеждать и жить”.

 На службу войне, ребята, были поставлены и другие металлы. В первой половине XIX века никель добывался в небольших количествах и стоил очень дорого. Он считался поэтому ювелирным металлом. Позднее никель стали добавлять в стальную броню. Долгие годы это было его основное применение. Однако позже он стал неотъемлемой составляющей бронированных орудий и танков. Именно танковое сражение, крупнейшее в истории, произошло12 июля 1943 года . По сей день одним из главных символов Курской битвы остается знаменитое сражение под Прохоровкой.

( фрагмент 1 учебного фильма “Великая Отечественная война”, часть “Курская дуга”.)

Вот что пишет Станислав Гагарин в произведении “Три лица Януса” о роли никеля в Отечественной войне: « На подводной лодке “Валькирия”, исчезнувшей при загадочных обстоятельствах для германского командования, находилось 160 тонн никеля в слитках и монетах США и Канады.

Никель – серебристо-белый металл, значащийся в периодической системе Менделеева под №28, тугоплавкий, твердый, не изменяющийся на воздухе, - был такой же сложной проблемой для Германии, как горючее, а может, и сложней. Ведь горючее из нефти можно хоть чем-то заменить. Никель же незаменим. Без никеля нет брони. Без брони нет танков. Без танков нет победы на военных дорогах второй мировой войны.»

Природа обделила Германию никелем. Незначительные запасы его есть в Рейнской долине. Основную часть никеля Германия получала из Канады. Началась война, и канадский никель был потерян для Рейха. Гитлер захватил Грецию, а вместе с ней и никелевые рудники. Вассальная Финляндия открыла для немцев рудники на севере в районе Петсамо. Там работали заключенные и военнопленные . Целый эсэсовский корпус обеспечивал охрану рудников и гарантировал бесперебойную добычу красного колчедана и отправку его в Германию на металлургические заводы.

Когда советские танки Т-34 появились на полях сражений, немецкие специалисты были поражены неуязвимостью их брони. По приказу из Берлина первый же захваченный Т-34 был доставлен в Германию. Здесь за него взялись химики. Они установили: русская броня содержит большой процент никеля, что делает ее сверхпрочной. Недостаток никеля в стали привел к тому, что к 1944г. имперские военные заводы вынуждены были изготовлять танковую броню повышенной толщины, и “тигры”, и “пантеры”, и “фердинанды”, одетые в нее, оказывались тяжелее и слабее советских танков и самоходок”.

(фрагмент 2. Т-34.ОДИН НА ОДИН. Битва до последнего. Т-34 против_пантеры.)

Великая Отечественная война имела тяжелые последствия для промышленности СССР. Стремительно наступавшие немецкие армии захватывали заводы, расположенные в западной части СССР и производящие военную технику. Спешная эвакуация позволила вывезти часть заводов из Киева, Минска, Одессы, Севастополя, Смоленска, Курска, Ленинграда на Урал, в Сибирь, Архангельск. Была поставлена важнейшая государственная задача: в короткие сроки наладить производство вооружения – танков, кораблей, подводных лодок, пушек, самолетов. Необходимо было решить целый ряд технологических задач:

• разработать специальные стали для брони пушек, танков, самолетов;
• наладить металлургическую отрасль промышленности для изготовления новых сталей;
• создать высокопроизводительные способы соединения сталей;
• изготовить оборудование в массовых масштабах для соединения и сборки конструкций – пушек, танков, самолетов.

За вторую мировую войну было израсходовано около 800 млн т стали на производство орудий, танков, бронепоездов, артиллерийских установок, военных кораблей. Потребовались стали со специальными свойствами: прочностью, вязкостью, ударной вязкостью (вязкость в процессе ударов снарядами, пулями). Для этого в состав стали вводили легирующие элементы, такие, как Ni, Cr, Мn, Ti.Зимой 1941 г. под руководством академика Евгения Оскаровича Патона был разработан скоростной метод автоматической сварки под флюсом. Сварка стальных конструкций этим методом позволила в короткие сроки в 1942–1943 гг. наладить на Урале производство танков Т-34.Эти танки по сравнению со всеми немецкими танками имели лучшую подвижность, проходимость, большой запас хода, абсолютное превосходство в броне и вооружении.

Производство “тридцатьчетверок”, как их называли, было налажено в самые короткие сроки, хотя ценой тому были дни и ночи напряженного труда. Люди, у которых в холодном цехе пальцы примерзали к металлу, неделями не покидали рабочих мест и в конце декабря 1941 г. отправили на фронт первый эшелон с боевыми машинами. Тепло отозвался о танке Т-34 прославленный маршал И. С. Конев. Он писал: “Не было лучшей боевой машины ни в одной армии. До самого конца войны Т-34 оставался непревзойденным. Как мы были благодарны за него нашим уральским рабочим и инженерам!” 

Танк Т-34 является самым известным советским танком и одним из самых узнаваемых символов Второй мировой войны. До настоящего времени сохранилось большое количество этих танков различных модификаций в виде памятников и музейных экспонатов. Т-34 - это танк победитель! Это был русский танк, для русской армии и русской промышленности, максимально приспособленный к нашим условиям производства и эксплуатации. И воевать на нем могли только русские! Недаром же говорится: «Что русскому хорошо, то немцу – смерть».

Алюминий называют “крылатым” металлом, так как его сплавы с Mg, Mn, Be, Na, Si используются в самолетостроении. Тончайший алюминиевый порошок использовался для получения горючих и взрывчатых смесей. Начинка зажигательных бомб состояла из смеси порошков алюминия, магния и оксида железа, детонатором служила гремучая ртуть. При ударе бомбы о крышу срабатывал детонатор, воспламеняющий зажигательный состав, и все вокруг начинало гореть. Горящий зажигательный состав нельзя потушить водой, так как раскаленный магний реагирует с ней. Поэтому для тушения огня применяли песок. Алюминий использовали для активной защиты самолетов. Так, при отражении налетов авиации на Гамбург операторы немецких радиолокационных станций обнаружили на экранах приборов неожиданные помехи, которые делали невозможным распознавание сигналов от приближающихся самолетов. Помехи были вызваны лентами из алюминиевой фольги, которые сбрасывали самолеты союзников. При налетах на Германию было сброшено примерно 20 тысяч тонн алюминиевой фольги.

В годы Великой Отечественной войны главным потребителем меди была военная промышленность. Сплав меди (90%) и олова (10%) – пушечный металл. Гильзы патронов и артиллерийских снарядов обычно желтого цвета. Они сделаны из латуни – сплава меди (68%) с цинком (32 %). Большинство артиллерийских латунных гильз используется неоднократно. В годы войны в любом артиллерийском дивизионе был человек (обычно офицер), ответственный за своевременный сбор стреляных гильз и отправку их на перезарядку. Высокая стойкость против разъедающего действия соленой воды характерна для морских латуней. Это латуни с добавкой олова.

Задача с военно-химическим содержанием. Материалы в военном производстве.

Какое количества исходных металлов потребуется для изготовления бронзового артиллерийского орудия образца 1802 года, масса которого 433 кг, если для изготовления бронзового сплава используются медь и олово в соотношении 80 % меди к 20% олова?

На митинге советских ученых в 1941 году академик А.Е. Ферсман сказал: “Война потребовала грандиозного количества основных видов стратегического сырья. Потребовался целый ряд новых металлов для авиации, бронебойной стали; магний, стронций для осветительных ракет и факелов; больше йода и самых разнообразных веществ. Необходимо было своими знаниями создать лучшие танки, самолеты, чтобы скорее освободить все народы от нашествия гитлеровской банды, чтобы снова наука могла спокойно заниматься своим мирным трудом, чтобы она могла поставить на службу человечеству всю сумму природных богатств, положить всю менделеевскую таблицу к ногам освобожденного и радостного человечества”.

Металлы медь и олово образуют сплав бронзу. Из бронзы во всем мире изготавливают памятники воинам. В Трептов-парке в г. Берлине у памятника воинам Советской Армии, павшим при штурме столицы фашистской Германии, были отлиты пять огромных ( до пяти метров в диаметре) бронзовых венков, лежащих на братских могилах.

( фрагмент 3.Памятник воину освободителю открыт, 9 мая 1949, Берлин, Германия, Трептов парк)

Кто про химика сказал: “Мало воевал”,
Кто сказал: “Он мало крови проливал?”
Я в свидетели зову химиков–друзей, -
Тех, кто смело бил врага до последних дней,
Тех, кто с армией родной шел в одном строю,
Тех, кто грудью защитил Родину мою.
Сколько пройдено дорог, фронтовых путей…
Сколько полегло на них молодых парней…
Не померкнет никогда память о войне,
Слава химикам живым, павшим - честь вдвойне.

 Великая Отечественная война была смертельным противоборством производств, экономики и науки. Поэтому вместе с солдатами в 1945 г. победили рабочие, инженеры, медики и сугубо гражданские ученые-химики.

(фрагмент4.Великая Отечественная Война 1941-1945. )

Минута молчания

Хотелось бы надеяться, что мощь этой прекрасной науки – химии – будет направлена не на создание новых видов оружия, не на разработку новых отравляющих веществ, а на решение глобальных общечеловеческих проблем.

4.Подведение итогов урока. Рефлексия

Сегодняшний урок прошел в нетрадиционной форме, и мне хочется узнать, понравился ли он вам. Поэтому в заключении каждый из вас должен выразить свое отношение к сегодняшнему уроку.

Спасибо за урок! Я закончу его словами величайшего русского гения Д.И.Менделеева «Жить – это значит узнавать». Стремитесь к новым знаниям, открытиям, победам.