Сайт вчителя біології та хімії Чечельницької В.І.

10 клас

Тема   «Мінеральні добрива. Класифікація добрив, їх значення»

Мета: узагальнити й розширити знання учнів про види добрив; вивчити                способи визначення мінераль­них добрив; закріпити навички розв'язання розра­хункових і експериментальних завдань; сприяти розвитку мовної культури учнів.

Тип уроку: узагальнення й систематизація знань.

Форма уроку: семінар.

Устаткування й реактиви: зразки добрив, паке­тики з добривами, чисті пробірки, вода, гідроксид кальцію (у твердому стані), скіпка, що жевріє;

таб­лиці, необхідні під час уроку.

Міжпредметні зв'язки: біологія (використання доб­рив); математика (розрахунок масової частки); гео­графія (розповсюдження солей в природі). Форми й методи роботи учнів на уроці: робота зі зразками добрив,  виготовлення таблиць,  само­стійна робота з додатковою літературою, виконання завдань, проблемно-пошуковий метод.

Підготовка до уроку.

Попередньо клас розподіляють на групи фахів­ців (по 4—5 у кожній групі). Кожній групі зазда­легідь пропонуються питання, на які учні повинні підготувати відповіді. У класі члени однієї групи розташовуються за одним столом, на якому вста­новлюється табличка із вказівкою спрямованості фахівців. Окремо готується учень, який буде фер­мером.

                     Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ.Мотивація навчальної діяльності

Учитель.  Я думаю, що кожен із присутніх повинен мати уявлення про предмет обговорення уроку. В нашій країні велика увага приділяється хімізації сільського господарства. Одним із напрямків розвитку сільського господарства є раціональне використання фактора підвищення родючості ґрунту.     Існує спеціальна наука про живлення рослин і застосування добрив – АГРОХІМІЯ

Отже, що таке добрива? Що це за  речовини?  Для чого Їх вносять у грунт,  ми  і з’ясуємо на уроці. (тема нашого уроку «Мінеральні добрива. Класифікація добрив, їх значення»

 Сьогодні до нас на урок прийшов  фермер-початківець. Він тільки розпочав займатися фермерською справою й у нього виникло дуже  багато питань, причому ці питання до різних фахі­вців. Втім, нехай наш фермер сам розповість про проблеми, з якими йому необхідно впоратися.

ІІІ. Узагальнення й систематизація знань

Фермер. У перший рік мого фермерства я не використовував ніяких добрив і в результаті одержав менше врожаю, ніж планував. Скажіть, що таке  мінеральні добрива і чи є докази збільшення врожаю  картоплі й пшениці при їх використанні.

Аграном 1. Мінеральні добрива — це солі, що містять елементи, необхідні для розвитку рослин, і використовуються для одержання високих урожаїв. Розглянемо докази збільшення врожаю при внесенні 1 кг мінеральних добрив у ґрунт.

Середні збільшення врожаю картоплі й пшениці (кг) при внесенні у ґрунт 1 кг мінеральних добрив

Фермер. Я чув, що за видами живильних елементів мінеральні добрива діляться на азотні, |фосфорні, калійні тощо. За агрохімічним значен­ям добрива ділять на прямі, які є джерелами живильних елементів для рослин, і ґрунтові, які поліпшують властивості ґрунту. Яким є значення  кожного виду добрив?

                                  ДОБРИВА

Мінеральні                                       Органічні

      Нітратні                                         Гній, компост,

       Фосфатні                             послід,зелені добрива 

       Калійні

      Мікродобрива (солі мікроелементів)

Аграном 2. Найбільш важливими вважаються азотні, фосфорні й калійні добрива. Залежно від якості ґрунту й культури сільськогосподарських рослин їх вносять у ґрунт окремо або у вигляді сумішей.

Фосфор підвищує сухо- і морозовитривалість, сприяє накопиченню у рослинах цінних речовин.

Азот відіграє особливу роль у харчуванні рослин. Він входить до складу хлорофілу й біл­ків, які є основою тваринної тканини. Рослини засвоюють азот, що міститься у ґрунті у вигляді мінеральних солей.

 Калій поліпшує водний ре­жим рослин, сприяє обміну речовин і утворенню вуглеводів, накопиченню крохмалю в картоплі, сахарози в цукровому буряку, а також підвищує сухо- і морозостійкість рослин. Розглянемо різні види добрив, їхні хімічні формули і вміст основної живильної речовини.

Характеристика добрив

Фермер.  Що таке мікродобрива й для чого вони  потрібні?

Агроном 3. Для нормального росту й розвитку рослин необхідні хімічні елементи, вміст яких у рослинах не перевищує сотих часток відсотка. Ці

 елементи називаються мікродобривами. Їхня роль, незважаючи на мізерні кількості в рослинах, дуже значна. До мікродобрив належать Бор, Манган,

Купрум, Цинк, Молібден, Кобальт, Йод та інші елементи. Мінерали можуть надходити у ґрунт із мінеральними добривами. Так, з 1 т нітрофоски вноситься 15 г Мангану, 15 г Купруму, 5 г Бору.

Однак таких кількостей часто недостатньо

                    Характеристика мікроелементів

Фермер. Значення добрив і мікродобрив, як видно з таблиць дійсно велике, а як же наші пред­ки одержували, скажімо, селітру для використан­ня у своєму господарстві?

Історик. За старих часів, як відомо, для видобутку селітри використовували сольові нарости,  які брали із сирих стін кам'яних будівель. На по­чатку літа їх зіскрібали, додавали поташ і варили, потім кристалізували. Із суміші нітратів амонію й кальцію, що містяться в тих наростах і одержува­ли калійну селітру (нітрат калію). Даний процес одержання калійної селітри можна подати у вигляді рівнянь:

2NН₄N0₃ + К₂С0₃   =    2КNО₃ + 2NH₃ + С0₂ + Н₂О;

 Са(NO₃)₂ + К₂С0₃     =    2КNO₃ + СаС0₃.

  Пізніше, з XV століття селітру почали одержувати із «селітряниць» — спеціальних ям, запов­нених органічними відходами. Вміст селітряниць, у яких утворювався нітрат амонію, піддавали варінню з поташем.

Хочу додати до екскурсу в історію мінеральних добрив, що спочатку добривами були природні сполуки, не очищені, а просто розмолоті. Крім корисних речовин такі добрива містили і не потрібні, а  часом навіть і шкідливі. Таким чином засмічувалися поля, а на перевезення цього баласту витрачалися додаткові кошти.

Фермер. Чи правда, що в золі теж містяться важливі добрива?

Ботанік 1. При спалюванні рослинних речо­вин (дерев, соломи й іншого) утворюється зола. При спалюванні органічна речовина окиснюється до вуглекислоти й води. Вони звітрюються, також  звітрюється молекулярний азот. Але частина вуглекислоти зв'язується калієм і кальцієм, які міс­тяться в деревині, у карбонаті калію й кальцію. Невелика частина кальцію залишається у вигляді оксиду кальцію. Крім того, у золі є магній у вигляді карбонату магнію.

 Фермер. Чи будуть відрізнятися сполуки золи, отримані в результаті спалювання, наприклад, сосни й житньої соломи?

Ботанік 2. Залежно від органічної речовини, що спалюється, сполуки золи можуть бути різними.

Розглянемо хімічний склад золи, отримані в результаті спалювання сосни й житньої соломи.

Порівняльний хімічний склад золи сосни й житньої соломи (в %)

Фермер. Які властивості має зола?

Хімік 1. Для того, щоб переконатися в тому, що зола має лужні властивості можна провести не­складний дослід. Щіпку золи поміщаємо у склян­ку, заливаємо невеликою кількістю води, і пере­мішуємо, до деякого розчинення золи. Отриманий розчин відфільтровуємо в іншу склянку. В отри­маному безбарвному, прозорому фільтраті міс­тяться в розчиненому вигляді різні солі й у пер­шу чергу — поташ (К₂С0₃). Карбонат калію має так звані лужні властивості, щоб переконатися в цьому до отриманого розчину додамо декілька крапель фенолфталеїну, і розчин забарвлюється в малиновий колір.

Фермер. Як можна визначити: містить добри­во аміак чи ні?

Хімік 2. Зола як луг може бути використана як хімічний реактив для визначення виду добри­ва: містить воно аміак чи ні. Для цього просіяну крізь сито золу й порошок випробуваного добрива насипають у пробірку. Отриману суміш обливають гарячою водою, ретельно перемішують і визнача­ють за запахом присутність аміаку.

Фермер. А як одержують добрива? Де еконо­мічно вигідно будувати виробництва з одержання добрив?

Хімік-технолог.   Виробництво суперфосфату засноване на реакції:

                         Са₃(Р0₄)₂ + 2Н₂S0₄ = Са(Н₂РО₄)₂ + 2СаS0₄.

Як видно з реакції, для нього потрібні фосфа­ти й сірчана кислота. Сірчану кислоту, як відомо, одержують із колчедану:

4FеS₂ + 110₂ = 2Fе₂0₃ + 8S0₂;

2S0₂ + 0₂ = 2S0₃;

S0₃+Н₂0=Н₂S0_4;

Природно, що таке виробництво доцільно будувати там, де є поклади фосфоритних мінералів або колчеданів.

Географ: Виробництво азотних добрив територіально тяжіє до коксохімічних підприємств і заводв переробки горючих газів(Горлівка, Сєвєродонецьк, Дніпродзержинськ). Заводи азотних добрив, що працюють на основі переробки природного газу, знаходяться у Рівному, Черкасах, Лисичанську.

Виробництво фосфатних добрив організовано на базі привізної сировини в Одесі, Вінниці, Сумах і Костянтинівці (Донецька обл.)

Центром виробництва калійних добрив є Передкарпаття (Калуш, Стебник). Виробництво цих добрив здійснюється на місцевій сировині.

  Фермер.   Мій сусід використовує стимулято­ри й мені рекомендує. Для чого потрібні стимулятори? Чи не шкідливі вони для сільськогосподарських культур?

 Агрохімік   1.   Стимулятори   використовують  для обробки насіння і рослин із метою пїдвищення врожаю, для прискорення дозрівання плодів, і гальмування росту рослин із метою затримки розвитку насіння, бульб, бруньок і квітів (особливо щоб уникнути весняних заморозків), для затримки проростання картоплі .  Наприклад,  застосування дефоліантів (речовин, що викликають  опадання листя), дозволяє механізувати збирання  врожаю бавовни, овочів та інших культур.   

  Фермер. Чи правда, що у фермерській справі не обійтися без отрутохімікатів?

Агрохімік 2. Для збереження рослин від знищення і псування шкідниками (комахами, гризунами ), використовують отрутохімікати.

 Вони бувають як органічними, так і неорганічними сполуками. До неорганічних належать сполуки миш'яку, барію, міді, флуору, сульфуру, фосфору, ртуті

 Фермер.   Що  таке пестициди?   Які бувають пестициди?

Агрохімік. Препарати, які використовують­ся для захисту рослин, називають пестицидами.

Залежно від роду шкідників виділяють:

інсекти­циди — отрути для боротьби з комахами;

фунгі­циди — отрути проти грибкових хвороб рослин;

гербіциди — отрути для боротьби з бур'янами;

зоо­циди — отрути для знищення гризунів.

 Особливості пестицидів

 Треба пам'ятати, що всі отрутохімікати тим або іншим чином є токсичними для людини й теплокровних тварин, тому поводитися з ними пот­рібно обережно.

Фермер. Купуючи добриво в магазині, я забув його назву, але залишилося процентне співвідношення сполук цього добрива. Допоможіть визна­чити формулу й назву добрива за такими даними:

 нітрогену — 12,2%, фосфору — 27%, гідрогену — 5,5%,

 оксигену — 55,6%. 

(NH₄H₂PO₄ – дигідроортофосфат амонію)

(Група математиків вирішує це завдання.)

Фермер.   Я  переплутав  мішки  з  добривами й тепер не можу визначити, де в мене які речови­ни. Так, я, наприклад, знаю, що одне із цих двох добрив  калійна селітра,   а друге — суперфосфат,  (Віддає групі хіміків-лаборатнів пакетики,  в яких міс­тяться ці добрива). У цих двох пакетиках містять­ся сульфат амонію й кальцієва селітра.

 (Пропонує хімікам наступну пару добрив). А тут — нітрат натрію й хлорид амонію. Я приніс вам зразки цих добрив, щоб ви могли визначити кожну із солей. (На столах в учнів групи «хіміків-лаборантів» заздалегідь підготовлені чисті пробірки й необ­хідні реактиви. Вони розпізнають кожне з добрив у пакетиках. Розповідають про зроблену роботу, демонструють результати дослідів.)

Фермер: Отже, можна зробити висновок, що чим більше вносити добрив, тим вищим буде врожай, тим більше прибутку отримає людина, тобто буде більше користі.

Еколог: Хочу вас застерегти, бо потужній потік добрив, спрямований у сільське господарство, призводить часом до сумних наслідків. Встановлено, що з усієї кількості добрив, що вносяться у грунт, рослина використовує лише 40 – 50 %. Решта хімікатів накопичується у землі,що призводить до втрати родючості грунту. Хімікатів у землі вже накопилося так багато, що потрібно кілька десятиріч, щоб вони розклалися, і ще стільки ж , щоб грунт відновив свою родючість.

   У звязку зі збільшенням інтенсивності застосування добрив,особливо нітратних, вміст нітратів у грунті й рослинній продукції підвищується, що може призвести до харчових отруєнь і винекнення небезпечних хвороб.

Фермер. Дякую за відповіді на питання, які мене цікавили. Якщо мені ще буде потрібна допо­мога, то я впевнений, що знайду  її у вас.

IV. Підбиття підсумків уроку

Учитель ще раз підкреслює значення добрив в сільському господарстві. Оцінює роботу учнів.

Для існування будь – якого живого живого організму – тваринного чи рослинного – потрібні поживні речовини. Три елементи життя – Нітроген, Фосфор, Калій – потрібні рослинам понад усе, вони переходять у листки, стебла, плоди.

Нітратні добрива прискорюють ріст рослин, сприяють збільшенню зеленої маси, а фосфатні – прискорюють дозрівання плодів. Але коли збирається врожай, з грунту виноситься велика кількість цих елементів.

Щорічно з урожаєм із кожного гектара поля виноситься у середньому 22, 2 кг Нітрогену, 8, 7 кг фосфор оксиду, 25, 38 кг калій оксиду. Тепер, я думаю, зрозуміло, чому в грунт необхідно вносити мінеральні добрива.

Але разом з цим не забувайте, що  для сільськогосподарських районів найбільш характерним джерелом забруднень природних вод і грунтів є надлишок мінеральних добрив і пестецидів, які десятками років у величезних кількостях  використовувалися на полях. Невелика  кількість їх йшло на користь, а решта змивалося дощовими й сніговими водами, здувалося вітрами й осідало в річках, озерах, грунтах і грунтових водах, стаючи шкідливими компонентами екосистем.

Хімія втручається в усі сфери нашого життя. І це втручання досить часто має не лише позитивні наслідки. Хімію почали боятися і в усьому звинувачувати. Сподіваюся що після нашого уроку ви зрозумієте, що винна не хімія, а люди, які погано її знають.

При невмілому використанні речовин можна завдати величезної шкоди своєму здоров’ю і навколишньому середовищу

V. Домашнє завдання

Написати міні-доповідь про те, якої шкоди здоров'ю людини може завдати безграмотне вико­ристання добрив у сільському господарстві.