Физические и химические свойства. b) Вступительное слово учителя

Фтор как химический элемент, – широко распространенный в природе не металл, который занимает 16 место среди элементов входящих в состав земной коры. Чаще всего в природе находится в виде труднорастворимых солей апатита, топаза, полевого шпата, креалита и др. (Моришна Г.И., Гапонюк Э.И., 1993).

На степень загрязнения почв фтором большое влияние оказывает вид сельскохозяйственных угодий. Так, по результатам крупномасштабного картирования в зоне Красноярского алюминиевого завода (пригородная зона г. Красноярска) площадь почв с чрезвычайно и высокоопасным загрязнением на сенокосах и пастбищах составляет 8,1 тыс. га или 25,7% от обследованных, а на пашне только 5,5% (5,4 тыс. га). Этот факт обусловлен тем, что в непахотных почвах фтор в основном концентрируется на самой поверхности почвы. В пахотных же почвах в результате систематической обработки, почвы легко перемешиваются и в результате взаимодействия с почвой фтор быстрее переходит в неактивные формы за счет процессов адсорбции и минералообразования (Танделов Ю.П., 1996; Кремленков Н.П., Гапонок Э.И., 1983).

Применение высоких доз фосфорных удобрений может привести к загрязнению почв фтором (Потатуева, Капаев, 1979; Крейдман Ж.Е., 1998; Антонов И.С., 1996). От применения балластных и концентрированных удобрений на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах, отмечено повышенное содержание водорастворимого фтора в верхнем горизонте. Регулярное внесение аммофоса, увеличила на 50% содержание подвижного фтора только в пахотном горизонте, почти не изменив его в слоях 20–50 см и 50–80 см (Антонов И.С., 1996).

По данным Потатуевой Ю.А. внесение навоза из расчета 10 т/га ежегодно, привело к повышению содержания в почве (дерново-подзолистой тяжелосуглинистой) водорастворимого фтора в 2 раза, количество которого достигало тех же величин, что и при систематическом внесении аммофоса.

По данным Ю.П. Танделова на мощном черноземе Мироновского НИИ селекции и семеноводства пшеницы в опыте с бессменной культурой кукурузой, где за время проведения опыта (1929–1974 гг.) было внесено Р2О5 2320 кг/га общее содержание фтора в почве возросло на 22–28%.

Длительное применение суперфосфата в опыте во ВНИИ сахарной свеклы и сахара, повысило содержание фтора в почве на 90% по сравнению с контролем.

Во Франции, где в течении длительного времени применяются высокие дозы минеральных удобрений содержание фтора в пище составляет 10 мг/кг сухого вещества в США интенсивно удобряемая кукуруза содержит фтор в концентрациях 8 мг/кг сухого вещества. Тогда как в нормальных условиях, фтора содержится в мг/кг: в зерне – 0,2–0,7; соломе – 2–7; картофеле – 0,2–0,9; в свекле – 0,2–0,6; в сене – 0,2–2,3.

Одним из источников загрязнения агросистем являются химические средства защиты растений. Так Н.Н. Мельниковым и Ю.А. Баскаковым (1962) установлено, что в течение длительного времени загрязнение агроэкосистем фтором происходило от применения пестицидов.

Имеются данные о снижении ферментативной активности некоторых почв при добавлении в почву NaF (Russel, Swiecicki, 1978). В эксперименте проведенном Г.В. Цаплиным (1994), на дерново-подзолистой, слабоокультуренной почве наблюдалось подщелачивание почвы, как следствие NaF. При высоком уровне загрязнения (1000 мг фтора на кг почвы) почва заплывала, нарушалась ее структура, появлялись признаки осолонцевания. Высокий уровень загрязнения вызывал деструкцию гумусовых веществ. Фтористые соединения могут оказать заметное влияние на почвенные микроорганизмы (Гапонюк Э.И. и др, 1981). При содержании фтора в почвах выше 1000 мг/кг наблюдается снижение активности почвенных микроорганизмов (уреазы, фосфатазы, дегидрогеназы) по сравнению с контролем. Фтористые соединения замедляют рост систематических групп почвенных микроорганизмов (Оглоблина Р.И., 1977).

Для валового фтора ПДК не определено. Степень загрязнения почв фтором оценивается по водо-растворимым формам, содержание которых не должно превышать 10 мг/кг почвы (Санитарные нормы, 1987).

Поступление фтора в растения, изменение его миграционных свойств в почве зависит от его общего содержания в почвах, форм его соединений, свойств почвы: кислотности, механического состава, минералогического состава, наличия карбонатов, окисления железа и алюминия.

Среди отечественных и зарубежных ученых давно установилось мнение, что щелочные и слабощелочные, богатые кальцием черноземы, каштановые почвы (в нашей республике они составляют более 90%) химически прочно связывают выпадающий на поверхность с аэровыбросами фтор, приводя его в нерастворимые флюоритные, фтораппатитовые и другие соединения (Антонов И.С., 1996).

Фтор влияет на метаболизм растений и способен вызывать снижение темпов поглощения кислорода, расстройства респираторной деятельности, снижение ассимиляции питательных веществ, уменьшение содержания хлорофилла, подавление синтеза крахмала, разрушение ДНК и РНК и ингибировать ряд других процессов.

Установлено, что фториды ингибируют ферменты: энолазу, фосфорглюкомутазу, фосфотазу (Власюк П.А, Мищенко В.Н., 1967).

Потатуева Ю.А. и Копаева М.Н. (1978) указывают на неравномерность распределения фтора по органам растений: большая его часть накапливается в корнях, чуть меньше его в вегетативной массе (солома, листья, стебли) и менее всего фтора содержится в зерне. По сообщению Беляковой Т.М. (1997) в культурных растениях фтор в основном накапливается в листьях и стеблях, меньше в плодах.

В своей работе Безикова О.А. (1997) прослеживает прямую связь между уровнем фтора в почве и накоплением его в соломе. При содержании фтора в почве 60,6 мг/кг в соломе его накапливалось 43, 7 мг/кг, при 17,6 мг/кг – 35,8, при 1,8 мг/кг – только 28,6 мг/кг. При этом на урожайность зерна это не оказывало ни какого влияния.

А. Хеннинг (1976, Германия) считает, что чувствительность растений к фтору наступает при очень высокой концентрации его в почве, для гречихи, например, 900 мг/кг.

Злаковые растения имеют ряд симптомов при действии на них фторидов высокой концентрации. Кончики листьев могут приобретать бледно-коричневый или даже белый цвет, хлоротические точки и полосы расположенные вдоль листа жилки по краю и направлению к кончику листа. Часто хлоратическая узкая полоса отделяет некротическую (мертвую) ткань от здоровой (Антонов И.С., 1996; Хольбваш Г., 1998).

Передерий О.Г. и Мишлевич Н.В. (1991) приводят данные, что содержание в луговой траве 60–71 мг/кг фторидов, не дает каких-либо видимых признаков поражения растений, тогда как ПДК фтора в траве 1,5 мг/кг. Есть сообщения авторов Орлова Д.С., Воробьевой Л.А., Мотузовой Г.С. и др. (1988), Морошиной Г.И., Гапонюк Э.И. (1993), Майкла Трешой (1998), что даже при наличии очень высоких концентраций фтора в листьях, еще не означает, что эти листья станут обязательно поврежденными. Десслер Х.Г. (1981) же утверждает, что местные растения отрицательно реагируют на наличие в воздухе токсических веществ даже в малых дозах, в зависимости от длительности экспозиции, это приводит к многочисленным нарушениям физиологических функций, угнетению и отмиранию отдельных групп клеток, участков тканей, что нередко приводит к гибели растений.

Некоторые растения настолько восприимчивы к загрязнению воздуха и почвы, что поражаются при концентрации фторидов незначительно превышающей фоновую. Это свойство растений используется в мониторинге загрязнения воздуха, почв и других средств, как метод биоиндикации и симптомологии (Антонов И.С., 1996).

Обнаружение симптомов на растениях, распределение пораженных растений на местности, влияние на вид растения описаны в работе Трешоу М. (1998).

Однако, в каких концентрациях фторидов в воздухе, воде, почве, в каких фазах произрастания растений проявляются эти отрицательные эффекты, имеются слишком мало официальных публикаций.

Реакция растений на загрязнение фтором даже до появления каких-либо симптомов токсичности, проявляется в ослаблении темпов роста, снижение урожайности. Однако наиболее опасным последствием фторидного загрязнения является накопление его в кормовых растениях (Miller, 1973). По данным Петрухина И.В. (1989) предельно допустимыми концентрациями фтора в кормах, принятыми в некоторых зарубежных странах являются:

Трава 1,5 (мг/кг);
- корнеплоды 2,3;
- сено 30,0;
- солома 15,0;
- зерновые корма 3,0.

При повышении этих значений существует вероятность заболевания животных флюорозом. Клинические признаки развиваются через 6 – 12 месяцев при поступлении фтора с водой, содержащей элемент в концентрациях от 5 мг/кг и выше или же с кормами, в которых уровень фтора превышает 100 мг/кг (Таланова Г.А., Хмелевский Б.Н., 1991). Допустимая концентрация фтора в ежегодном рационе составляет: для овец – 50, коров – 30, свиней – 70 мг/кг (Танделов Ю.П., 1997).

В республике Хакасия загрязнением фтором окружающей среды занимаются сотрудники станции агрохимической службы «Хакасская» Антонов И.С., Градобоева Н.А., Сачкова Г.В. и др., однако изучение данной проблемы требует дальнейших исследований, а нами сделана лишь незначительная попытка затронуть вопросы влияния фторосодержащих соединений на почву и естественный травостой.

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Данный урок является примером работы с одарёнными детьми. Я использовала несколько прогрессивных методик:

• «Попеременное обучение» – (на уроке учащиеся 4-х и 9-х классов) даёт возможность:
  1. учащимся разных возрастов находить себе равных в академическом отношении;
  2. возможность доступа к избранным предметам;
  3. получить социальные навыки.
• «ПОПС-формула» – позволяет сформулировать чётко обоснованное, краткое мнение. Выступление состоит из 4-6 предложений.
  1. П – позиция;
  2. О – обоснование;
  3. П – пример;
  4. С – следовательно.
• «Живая линия» – стоящие вдоль диагоналей линий высказывают аргумент в защиту своей точки зрения. Создаётся возможность переноса приобретённых знаний и опыта из учебной ситуации в реальную;
• «Обмен знаниями» – предполагает кооперативно-групповую форму учебной деятельности. Выделяются несколько равнозначных проблем в рамках темы одного урока. Ученики каждой группы изучают свой вопрос и знакомят всех с результатами своей работы.
• Для выставления оценки работы группы используется «Линейка оценки»
• Участие ученика в совместной деятельности группы следует оценивать по критерию «Коммуникация в учебном диалоге»:
  • «3» – способен воспринять либо эмоционально поддержать чужую позицию;
  • «4» – способен сформулировать свою позицию;
  • «5» – способен сформулировать свою позицию и активно её отстаивать и развивать.

Цели:

• создать условия для самостоятельного решения поставленной проблемы, используя предложенный материал, личные, научные и бытовые знания;
• научить работать с ПОПС-формулой, как новым методом получения и переработки знаний;
• развивать умения работать в группах;
• защищать своё мнение, используя метод «Живая линия»;
• оценивать свою работу на уроке;
• подводить итог работы;
• формировать навык работы со специальным и справочным материалом.

Оборудование и материалы: таблица Менделеева, телевизор, DVD-плеер, диск с записанным материалом о Фторе, 2 коробки с вырезанными жетонами разных размеров и цветов, подготовленные учащимися плакаты по теме: «Фтор и его соединения», ножницы, клей, маркеры, «Линейки оценки».

На столах:

• 5 листов формата А4, с заранее подобранными и пронумерованными фактами использования фтора;
• бумага формата А3;
• листы с напечатанными рисунками о применении соединений Фтора.

План урока:

1. Подготовительный этап.
   1. Формирование групп.
   2. Вступительное слово учителя.
   3. Инструктаж учащихся.
2. Защита своих позиций.
3. Заключительный этап.
   1. Решение Суда
   2. Подведение итогов урока.

Ход урока

I. Подготовительный этап.

a) Формирование групп.

Рис. 1. Жетоны

На перемене, когда учащиеся заходят в класс, им предлагается достать из коробки жетон. Учащиеся 4-х классов достают из маленькойкоробки жетоны зелёного, красного, синего и чёрного цветов небольшого размера. (Рисунок 1) Учащиеся 9-х классов достают из коробки зелёного цвета жетоны таких же цветов, но большего размера. Рабочее место каждая из групп определяет по цвету приклеенного к парте круга (цвет вытащенного жетона соответствует цвету круга на рабочем месте). В каждой из групп по пять человек (по два учащихся четвёртого класса и по три учащихся 9-го класса). На перемене DVD-плеер воспроизводит видеоматериалы об открытии Фтора и использовании его соединений.

b) Вступительное слово учителя.

Ребята, сегодня мы поговорим об использовании достижений науки в нашей с вами жизни. Вы внимательно посмотрите слайды и послушаете меня, после чего сформулируете тему нашего урока.

Итак, люди древности не отделяли себя от окружающей природы, считая себя её неотъемлемой частью, поклонялись богам и духам природы. Бог Святобор - бог лесов и лесных угодий. Он предопределял участь, жизнь и судьбу всех обитателей леса, обеспечивая гармонию и согласие в природе. Водяные следили за порядком водной среды, а лешие наказывали злых людей в лесах. В начале 20-го века взаимоотношения людей с природой обострились. Поистине наша планета никогда ранее не подвергалась таким физическим перегрузкам, какие она начинает испытывать на рубеже XX–XXI веков. Человек никогда ранее не взимал с природы столько дани и не оказывался столь уязвимым перед мощью, которую сам же и создал. Новейшие технологии в фармацевтическом производстве позволили создать целый ряд синтетических препаратов для лечения традиционных заболеваний, таких как грипп, простуда и т.д., вытесняя народные методы лечения травами. В прошлое ушли многие ранее неизлечимые заболевания, но появились другие, не менее опасные заболевания, связанные с употреблением химических веществ в лекарствах. Методы селекции привели к урожаям, о которых сто лет назад даже не приходилось мечтать. Генная инженерия создала новые организмы устойчивые к заболеваниям и вредителям. Технологии генной модификации широко применяются в сельском хозяйстве. Результаты исследования, проведенного ОАГБ совместно с Институтом проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН в период 2008-2010 годов, свидетельствуют о значительном негативном влиянии кормов, содержащих ГМО, на репродуктивные функции и здоровье лабораторных животных. Атомная энергетика сделала электроэнергию дешёвой, но за 20-25 лет, когда атомная энергетика активно развивалась, многие процессы на Земле совсем сбились со своего устоявшегося ритма, и Природа была просто вынуждена после этого жестоко реагировать на неразумное вмешательство. Катастрофических последствий такого реагирования в последние годы становится все больше: страшные лесные пожары, небывалые в прошлом наводнения, резкие подъемы температуры, уносящие десятки тысяч жизней, ураганы, стирающие с лица земли города. Обратите внимание на последний слайд и сформулируйте, тему урока.

Ответы учащихся.

Учитель: правильно ребята. Мы должны выяснить, существует ли «Золотая середина» в использовании соединений Фтора, а тема урока «Соединения Фтора в быту и промышленности. Польза и вред».

с) Инструктаж учащихся

Рис. 2. Дело о фторе

Обсуждение этой проблемы предлагаю провести в виде суда, в процессе которого вы, ребята, будете приводить доводы «за» и «против» использования соединений Фтора. И, конечно как в любом суде, у нас будут адвокаты и обвинители.

Адвокатами будут те, у кого в руках зелёные и синие жетоны, а обвинителями те, у кого красные и жёлтые жетоны.

Те ребята, которые не участвуют в заседании суда выступят в качестве присяжных. Присяжные будут очень внимательно следить за ходом процесса и в конце заседания вынесут свой вердикт.

В качестве судьи сегодня выступлю я (Ф И О), секретарём суда будет учитель химии (Ф И О) к судье можно обращаться «Ваша Честь».

Предупреждаю вас о том, что рассматриваться будут только научно доказанные факты.

Каждое выступление нужно начинать со слов:

Моя П озиция…(в чём заключается ваша точка зрения)
О боснование – довод в поддержку вашей позиции
П ример – факты иллюстрирующие ваш довод
С ледовательно – (вывод).

Рис. 3. Знакомимся с делом

В ходе процесса Судья может дать вам право голоса или запретить выступление.

Решение Судья не обсуждается

Для ознакомления с делом Суд предоставляет вам материалы на пронумерованных листах. Номер листа соответствует номеру вашего жетона.

Рис. 4. Готовимся к защите позиций

Время для ознакомления с делом, обсуждения в группах – 10 минут.

За это время вы должны будете обсудить доказательства между собой, изготовить постеры.

К каждому делу прилагается инструкция, в соответствии с которой будет строиться ваше выступление.

Защита своих позиций проходит в виде «Живой линии»

(Инструкции прилагаются)

II. Защита своих позиций.

Секретарь: Ваша Честь, рассматривается «Дело о Фторе». По диагоналям класса проведены линии, на которых через одинаковое расстояние нанесены метки. Представители каждой группы становятся в начале каждой линии на позиции №1. Каждый из учащихся, выступая со своей точкой зрения, в случае одобрения судьи, продвигается вперёд, на одну метку. На полу, в центре класса, изображён круг, возле которого и должны встретиться представители групп.

Секретарь: Ваша честь, получилось так, что количество веских аргументов в защиту использования соединений Фтора равно количеству аргументов против использования этих соединений. Постеры, которые ребята изготовили, прекрасно иллюстрируют противоречивые факты использования соединений Фтора.

Рис. 6. Постеры

III. Заключительный этап. Подведение итогов.

а) Решение Суда.

Судья: прошу представителя присяжных озвучить своё решение.

Представитель присяжных: Ваша Честь, мы посовещались и пришли к выводу о необходимости разумного использования соединений Фтора. Люди должны научиться использовать полезные свойства Фтора, при этом не нарушать экологического равновесия.

Судья: ребята, поднимите руки, кто согласен с данным решением присяжных. Итак, Суд выносит решение: «Необходимо разумно использовать соединения Фтора, так, чтобы не загрязнять окружающую среду, и не нарушать экологическое равновесие в природе».

b) Подведение итогов урока.

Ответы учащихся.

Ребята, что необычного было в нашем уроке сегодня?

Ответы учащихся.

Учитель: появилась ли у вас позиция в отношении использования достижений науки, в частности использования соединений Фтора?

Ответы учащихся...

Учитель: Тогда давайте оценим свою работу, используя ЛИНЕЙКИ ОЦЕНКИ, которые лежат у вас на столах. Справились? МОЛОДЦЫ!

Рис. 7. Линейки оценки

А теперь покажите, что у вас получилось. Молодцы. Всем спасибо.

Было очень приятно с вами работать.

В реакциях соединения из нескольких веществ образуется одно. Приведите уравнения реакций соединения, в которых сумма коэффициентов равна: а) 5; б) 7; в) 9. Напомним, что коэффициенты должны быть целыми числами.

Чему равна минимально возможная сумма коэффициентов в уравнении реакции соединения? Приведите пример.

Может ли эта сумма быть чётным числом? Если да, то приведите пример.

Решение:

а) 2Cu + O 2 = 2CuO или 2H 2 + O 2 = 2H 2 O

б) 4Li + O 2 = 2Li 2 O

в) 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 или 4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3

Минимально возможная сумма коэффициентов – 3 (два реагента и один продукт), например

C + O 2 = CO 2 или S + O 2 = SO 2

Конечно, сумма коэффициентов может быть чётной, например:

Na 2 O + H 2 O = 2NaOH или H 2 + Cl 2 = 2HCl

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 или 3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

Критерий оценивания: по 2 балла за каждое уравнение (в каждом пункте засчитывается только одно уравнение). Принимается любое разумное уравнение, удовлетворяющее условию задачи.

Итого 10 баллов

Задача 2. Вещество из водорода и кислорода

Сложное вещество, в молекуле которого на один атом кислорода приходится один атом водорода, представляет собой неустойчивую жидкость, неограниченно смешивающуюся с водой. Разбавленный (3%) раствор этого вещества используется в медицине. Составьте молекулярную и структурную формулу этого вещества. Что произойдёт, если в водный раствор этого вещества внести щепотку оксида марганца(IV)? Запишите уравнение реакции.

Решение

Вещество, о котором идёт речь, – пероксид водорода. Его молекулярная формула H 2 O 2 . (3 балла) . Чтобы её составить, достаточно знать, что кислород имеет постоянную валентность, равную 2. Структурная формула

4 балла

При внесении оксида марганца пероксид водорода разлагается:

2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2: 3 балла

(1 балл , если записано неверное уравнение разложения на простые вещества).

Оксид марганца выступает в роли катализатора.

Итого 10 баллов

Задача 3. Фториды в природе и в быту

Природный минерал флюорит обладает интересными свойствами. Он имеет широкий спектр окраски: от розовых оттенков до фиолетовых. Окраску минералу придают примеси соединений различных металлов. После нагревания или облучения ультрафиолетовым светом минерал начинает светиться в темноте. Химический состав минерала: содержание кальция – 51,28 %, содержание фтора – 48,72 % по массе.

1. Используя данные о химическом составе, выведите формулу минерала флюорита. Расчёты запишите.
2. В каких средствах гигиены содержатся соединения фтора? В каких случаях нужно использовать это средство гигиены? Какое заболевание они предотвращают?

Решение

1) Ca: F = (51,28 / 40) : (48,72: 19) = 1: 2.

Простейшая формула флюорита – CaF 2 .

Определение формулы с расчётами – 5 баллов

Определение формулы без расчётов, по валентностям – 1 балл

2) Соединения фтора входят в состав зубных паст (2 балла) , такие пасты употребляют при недостатке фтора (1 балл) . При недостатке соединений фтора в организме развивается заболевание зубов – кариес (2 балла) .

Итого 10 баллов

Задача 4. Новое ракетное топливо

Новое экспериментальное ракетное топливо представляет собой смесь тонкоизмельчённого льда и порошка алюминия, частицы которого по размеру в 500 раз меньше толщины волоса. При поджигании происходит химическая реакция, в которой образуются оксид и простое вещество. Напишите уравнение этой реакции.

1. В каком соотношении по массе надо смешать исходные вещества, чтобы они прореагировали полностью?
2. Как Вы думаете, за счёт чего создаётся реактивная тяга?
3. Новое топливо называется АЛИСА (пер. с англ.). Почему?

Решение

В результате реакции образуются оксид алюминия и водород. Уравнение реакции:

2Al + 3H 2 O = Al 2 O 3 + 3H 2 4 балла

На 2 атома алюминия массой 2 · 27 = 54 а. е. м. приходится 3 молекулы воды массой 3 · 18 = 54 а. е. м. Соотношение масс 1: 1. 4 балла

Реакция идёт с большой скоростью, реактивная тяга создаётся выделяющимся водородом. 1 балл

AL + ICE = ALICE 1 балл

Итого 10 баллов

Задача 5. Реакция горения

При горении сложного вещества на воздухе образовались азот, углекислый газ и вода. Составьте формулу этого вещества, если известно, что в его состав входят атом углерода, атом азота и максимально возможное число атомов водорода. Помните, что валентность углерода равна 4, азота 3, а водорода 1. Составьте уравнение реакции горения.

Решение

Формула вещества, составленная согласно валентности, – CH 5 N

(5 баллов за любую правильную формулу – молекулярную или структурную).

(если в решении приводится формула HCN – 2 балла из 5 )

Уравнение реакции горения:

4CH 5 N + 9O 2 = 4CO 2 + 2N 2 + 10H 2 O 5 баллов

(если приведено правильное уравнение сгорания HCN – 5 баллов )

Итого 10 баллов

Задача 6. Эксперименты с газами

Пустую колбу закрыли пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустили в стакан с водой (см. рисунок 1). Когда колбу плотно обхватили рукой, то из отверстия трубки начали выделяться пузырьки газа (см. рисунок 2).

1. Почему выделяются пузырьки газа, когда колбу обхватывают рукой? Какой газ выделяется?
2. Выделение газа из газоотводной трубки в данном случае является физическим или химическим явлением? Ответ поясните.
3. Ученик собрал прибор, описанный в условии задачи (колба с пробкой и газоотводной трубкой). Однако, как он ни старался обхватить колбу рукой, пузырьки газа из газоотводной трубки не выделялись. Предложите возможное объяснение такого результата.
4. Возможно ли эксперимент провести так, чтобы вода из стакана начала засасываться по трубке в колбу? Если да, то опишите, как это можно сделать. Не разрешается разбирать прибор и заполнять его специально каким-либо газом.
5. Если колбу предварительно заполнить некоторым газом, а затем вставить пробку с газоотводной трубкой, конец которой опустить в воду, то можно наблюдать «фонтан». Вода под давлением будет подниматься в колбу и в конце опыта практически полностью заполнит её. Предложите вариант такого газа и объясните образование «фонтана» внутри колбы.

Решение

1) От тепла руки нагреваются стенки колбы и газ внутри колбы. При нагревании (если давление практически не изменяется) газы расширяются, их объём увеличивается. 2 балла

Выделяются пузырьки воздуха, т.е. того газа, которым была заполнена колба (и газоотводная трубка) до опыта. 1 балл

2) Это физический процесс, т.к. газы, входящие в состав воздуха, не претерпевают никаких химических превращений. Увеличивается только объём воздуха. 1 балл

3) Возможно, ученик собрал негерметичный прибор. Воздух мог проходить через неплотное соединение колбы с пробкой или пробки с газоотводной трубкой.

Другое возможное объяснение связано с тем, что колба была предварительно нагрета. Тепла руки было недостаточно.

2 балла за любое разумное и обоснованное объяснение

4) Да, возможно. Для этого колбу нужно охладить, например, льдом или холодной водой. Также колбу можно предварительно нагреть, а затем опустить конец газоотводной трубки в стакан с водой.

Для современного человека зубная паста является неотъемлемым атрибутом личной гигиены. Каждый из нас пользуется ею не менее одного-двух раз в день, не задаваясь при этом вопросом, какие вещества в ней находятся и как они влияют на наш организм.

Большинство зубных паст содержат в своем составе фторид натрия. Средства массовой информации наперебой твердят, что он просто необходим для здоровья зубов. Так ли это на самом деле и может ли зубная паста с фторидом натрия причинить вред?

Фтор – это ионизированное вещество, которое входит в состав земной коры. В природе он редко выступает как самостоятельный элемент, чаще всего его можно встретить в соединениях.

Наиболее известные из них — фтористый кальций (CaF) и фтористый натрий (NaF). В небольших количествах они содержатся в воде, растениях и тканях животных. Изучив свойства этих соединений, человек научился синтезировать их путем различных химических реакций и использовать в различных отраслях своей жизнедеятельности.

Фторид натрия – это вещество, которое получается в ходе распада плавиковой (фтористоводородной) кислоты. Оно обладает антибактериальными свойствами, поэтому широко используется не только в зубных пастах. Это неотъемлемый элемент производства стекла, моющих средств и различных ядов — пестицидов, инсектицидов и акарицидов.

Помимо антисептических и антибактериальных свойств, соединения фтора выступают неотъемлемыми структурными элементами многих живых существ, в том числе и человека. Они задействованы в ряде биологических процессов ежедневно происходящих в нашем теле, но главная их задача – поддержание правильного минерального обмена в организме.

Основные функции фтора в организме:

• защищает скелет от переломов и остеопороза, активно укрепляет костную ткань, делает ее более твердой и прочной;
• отвечает за внутреннее и внешнее здоровье волос и ногтей;
• способствует сохранению целостности зубного ряда, является структурным элементом зубной эмали, предохраняет ее от налипания микроорганизмов, препятствуя тем самым образованию зубного налета и камня;
• поддерживает иммунитет, участвуя в процессе кроветворения, в том числе в образовании лейкоцитов;
• предотвращает возникновение железодефицитной анемии, помогая организму качественно усвоить данный элемент;
• участвует в процессах выведения из организма радиоактивных веществ и солей тяжелых металлов, угнетает жизнеспособность кислотообразующих бактерий.

Для производства зубных паст не используют фтор в чистом виде или его агрессивные соединения.

Чтобы укрепить зубную эмаль из вне и предотвратить размножение вредных бактерий на зубах и деснах в состав данного гигиенического средства входят безопасные фториды — соли фтороводорода (HF), модифицированный фторид натрия (NaF), аминофториды, фторид алюминия и олова.

Во рту под действием тепла и слюны они начинают распадаться на активные ионы фтора, которые способны проникать в зубную эмаль и запечатывать появившиеся в ней микротрещины.

Для продолжительного сохранения здоровья очень важно соблюдать баланс потребления витаминов и микроэлементов. С водой, продуктами питания или пищевыми добавками они должны поступать в организм именно в том количестве, которое необходимо – не больше и не меньше.

Это касается и фторидов. Их суточная норма зависит от возраста и места проживания человека.

Дневная норма фтора:

• для детей до года – 0,01-0,5мг;
• для дошкольников – 0,7-1мг;
• для детей школьного возраста – 2 мг;
• детям старше 14 лет и взрослым – от 3 до 4мг.

Фториды поступают в организм с продуктами питания и водой. Содержание их в питьевой воде не велико – всего 0,7-1 мг/л. Исключением лишь являются некоторые засушливые области на нашей планете. В них концентрация фтора может достигать 4мг/л.

Чрезмерное накопление этого вещества в тканях и костях может привести к серьезным нарушениям работы органов и систем. Замедляется обмен веществ, существенно тормозится формирование новой костной ткани, структура уже существующих костей становится пористой и хрупкой, нарушается работа нервной системы, снижается мозговая активность.

Зубы разрушаются и безболезненно крошатся прямо на глазах – это следствие хронического флюорозного поражения эмали. В большинстве случаев флюороз развивается через 10-20 лет регулярного употребления питьевой воды, в которой концентрация фтора значительно превышала допустимую норму. Повернуть вспять этот процесс почти невозможно.

Основная группа риска перенасыщения фтором – дети и подростки. В этот период костная ткань находится в процессе формирования, поэтому любое его нарушение может привести к серьезным, порой необратимым, последствиям.

Фтор в средствах гигиены

Ежедневное использование средств гигиены ротовой полости, содержащих в своем составе соединения фтора – наиболее доступный способ для профилактики кариеса. Он снижает вероятность возникновения данного заболевания на 30-40%. Концентрация компонентов фтора в зубной пасте находится в приделах 0,05-0,15 %.

Этого вполне достаточно, чтобы защитить здоровье и внешний вид зубов,сделать эмаль крепче и устойчивей к воздействию кислот и бактерий.

При чистке зубов фтор воздействует исключительно на их поверхность и не способен проникнуть в кровь. Это возможно лишь в случаи случайного и регулярного проглатывания зубной пасты. Чаще всего такое случается у детей младше 6 лет. Поэтому им данный продукт использовать не рекомендуется.

Людям, проживающим в районах, где содержание фторсоединений в питьевой воде превышает показатель 1,0 мг/литр, также стоит воздержаться от использования зубных паст содержащих этот компонент.

Мнение о вероятности возникновении флюороза при регулярном полоскании и очищении зубного ряда фторсодержащими средствами ошибочно. Данная патология эмали возникает в период зарождения зуба, и к моменту его прорезывания уже существует. Видимое изменение внешнего вида эмали не является следствием воздействия фтора. Его уровень в пораженной флюорозом поверхности после появления зуба уже не изменяется.

Источники фтора

Вода подземных источников, океанов и морей содержит в своем составе биологический фторид натрия. Поэтому большая часть морепродуктов уже включает фториды. Маленькие дети получают их через грудное молоко матери или специализированное детское питание. Взрослые восполняют запас данного элемента, включая в ежедневный рацион питания следующие продукты:

• чёрный и зелёный чай;
• орехи;
• крупы;
• молочные продукты;
• мясо и субпродукты;
• яйца;
• зеленый лук;
• печеный картофель;
• зелёные листовые овощи;
• грейпфрут;
• яблоки.

Но продукты не содержат фтор в таком количестве, чтобы полностью покрыть необходимую организму суточную дозу. Это под силу лишь обычной питьевой воде. До 70% фторидов в тело поступает именно с ней.

Многие специалисты рекомендуют фторирование питьевой воды. Вариант искусственного насыщения водопроводной воды фтором рассматривается только в том случае, когда природное содержание этого элемента в ней ниже 50% оптимального уровня.

Эта процедура будет целесообразной и эффективной в регионах, где средняя частота кариеса молочных зубов у детей, поселяющих дошкольные учреждения, высокая или чрезмерно превышающая все допустимые нормы. Инициировать и обосновать фторирование должен лишь ведущий врач-стоматолог.

Избыточное накопление фтора в организме может произойти в при следующих обстоятельствах:

• повышенное содержание фтора в окружающей среде (засушливые регионы, работа или проживание около химических предприятий, использующих в процессе производства фторсоедениния);
• дополнительное употребление фторида натрия в форме таблеток и проведение любых других процедур фторпрофилактики кариеса, в том числе использование фторсодержащих средств гигиены ротовой полости, при достаточном искусственном насыщении данным элементом питьевой воды.

При медицинском предписании диеты основанной на пищевых продуктах, а так же препаратах, содержащих фтор, надлежит ежегодно проводить анализы мочи. Это поможет удержать уровень данного элемента в приделах нормы.

Фторид натрия, наряду с такими веществами как мышьяк, ртуть и свинец, входит в категорию тяжелых металлов. Эти опасные соединения попадают в человеческий организм с пищевыми продуктами, водой, путем вдыхания загрязненного воздуха или паров, исходящих от различных химических и чистящих средств.

Человеческое тело поглощает ежегодно около 2 кг токсинов. Некоторые из них успешно нейтрализуются и выводятся организмом, но некоторые имеют способность накапливаться во внутренних органах. Это может повлечь за собой развитие ряда заболеваний, постоянные боли и аллергии.

Отравления, вызванные фтористыми соединениями, не относятся к числу заболеваний, часто встречающихся в медицинской практике. Однако учитывая последствия, их не стоит списывать со счетов.

В этом случае происходит сбой в работе центральной нервной системы. Он проявляется: беспричинным беспокойством, судорогами, параличом мышц и сосудодвигательного центра, расстройствами со стороны дыхания (одышка), усиленной перистальтикой кишечника.

Симптомы со стороны желудочно-кишечного тракта: мучительные, спазматические боли, обильное слюнотечение, приступы тошноты, небольшая рвота и жидкий стул.

При вдыхании воздуха с большой концентрацией фтористых соединений может произойти токси­ческий отек легких. Но повреждаются не только верхние дыхательные пути, но и глаза. Они быстро краснеют, начинается обильное слезотечение. Не прекращающийся кашель, частые бронхиты и пневмония, могут также быть сигналами регулярного и не заметного отравления фтором.

Лечение отравлений тяжелыми металлами, в том числе и фтористыми соединениями должно проводится исключительно в специализированном медучереждении.

Такие состояния проявляются при регулярном поступлении фтора и его соединений в организм человека. А также во время единичного незащищенного контакта с веществами, в состав которых входит это элемент.

Чтобы предотвратить накопление в организме фторида натрия и тяжелых металлов необходимо:

1. Поддерживать достаточный уровень йода. Он играет важную роль в метаболизме клеток, является элементом, необходимым для нормального функционирования щитовидной железы, которая, кроме всего прочего, вырабатывает гормон, способствующий правильному образованию и обновлению костной ткани.
2. Употреблять продукты с повышенным содержанием бора. Он помогает в выведении лишнего фтора из организма. Это элемент находится в орехах, сливах, брокколи, бананах, авокадо и меде.
3. Кальций и магний сдерживают поглощение фторида клетками. Их можно принимать в виде аптечных препаратов так и в естественной форме. Они находятся в орехах, темно-зеленых овощах, рыбе, бобах, авокадо, молочных продуктах, сушеных фруктах и темном шоколаде.
4. Раз в год проверять водопроводную воду на содержание в ней соединений фтора.
5. Регулярно посещать стоматолога. Особенно это касается детей дошкольного возраста. При малейших признаках флюороза сменить средства гигиены полости рта, на такие, которые не содержат в своем составе фтор.

Если учесть все нюансы, средства гигиены с фторидом натрия могут стать отличными помощниками в борьбе за красоту и здоровье ваших зубов. Опасаетесь последствий, тогда выбирайте альтернативные продукты.

Слайд 2

ТЕМА УРОКА: