Алюминий

102

Сабақтың тақырыбы:  Алюминий

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Оқушыларға  алюминий элементі, оның атом құрылысы, табиғатта таралуы,

физикалық, химиялыққасиеттері, қолданылуы, алюминий ионын анықтау

туралы білім беру.

Дамытушылық:  Оқушылардың жеке элемент туралы көзқарасын дамыту,

алюминий элементі туралы тарихи деректерге тоқталып, халықтық

педагогика элементтерін сабақта пайдалану.

Тәрбиелілік: Білімді , өз елінің ұлтын, халқын, тілін, байлығын сүйетін ұлтжанды,

жастарды тәрбиелеу.

 

Сабақтың әдісі:

Сабақтың түрі:

Сабақта қолданылатын құрал-жабдықтар:

Сабақтың барысы:

Үй тапсырмасын тексеру:

 

Графиктік диктант арқылы тексеріледі: иә ——, жоқ   деп оқушылар график сыза отырып, сұрақтарға жауап береді.

 

  1. Сілтілік жер металдары табиғатта бос күйінде кездеседі.
  2. Кальций ауадағы оттегімен әрекеттеспейтіндіктен, керосин астында сақтамайды.
  3. Сілтілік жер металдары сутегімен әрекеттесіп, гидридтер түзеді.
  4. Магний сумен баяу әрекеттеседі.
  5. Сілтілік жер металдарының тотығу дәрежесі +2
  6. Магний оксиді-екідайлы
  7. Сөндірілген әктің формуласы- Ca(OH)2
  8. Дюралюминий құймасының құрамына магний кірмейді.
  9. Кальцийді алғаш ашқан 1808ж Г. Дэви ашты.

 

Жауап графигі былай бейнеленеді:

 

 

 

 

 

 

 

Сілтілік жер металдарының химиялық қасиеттерін қайталау мақсатында «сәйкестік тестісі»  жұргізіледі:

 

2Ca+O2=                            CaH2

Ba+2H2O=                          MgO+CO2

MgCO3=                             2CaO

Ca+H2=                              Ba(OH)2+H2

 

CaO+H2O=                        CaCO3+H2O

Ca(OH)2+CO2=                 BeCI2

Mg+S=                               Ca(OH)2

Be+CI2=                             MgS

Толықтыруды қажет ететін тесті:

  1. Алғаш рет магнийді ……… ж ……………… грек қаласы Магнезияның маңынан табылған минерал-ақ магнезиден алды.
  2. Кальцидің жетіспеуінен денсаулық зардап шекпеу үшін дені сау адам күніне ………г кальций қабылдауы тиіс.
  3.  Магний өсімдік клеткасындағы ……………… құрамына кіріп, …………… үрдісінің жүруіне қатысады.

Таңдамалы  тесті:

1) Ca→  CaO→  X   айналу тізбегіндегі  «Х» заты:

А) CaO    Ә) Ca(OH)2   Б) CaH2

2)   Э→  Э2O→  ЭОН   айналу тізбегіндегі «Э» элементі:

А) Mg     Ә)Ba      Б) Na

3) Кальций сульфаты кристаллогидратының формуласы:

А)  CaCI2     Ә) CaSO4*2H2O      Б) CaSO3

 

Жаңа сабақты түсіндіру:

Жоспар:

1.Периодтық жүйедегі орны және атом құрылысы

2.Табиғатта таралуы

3.Өнеркәсіпте алынуы

4.Физикалық қасиеттері

5.Химиялық қасиеттері

6.Алюминийдің маңызды қосылыстары

7.Алюминий тұздарын анықтау

8.Қолданылуы

 

1.Жалпы сипаттама. Периодтық жүйедегі орны және атом құрылысы.

Алюминий – III топ, негізгі топша элементі, р — элемент. Алюминийдің жалғыз тұрақты изотопы 27АІ бар. Сыртқы электрондық қабатының құрылысы-3s23p1, осыған байланысты алюминий +3 тотығу дәрежесін көрсетеді.

Электрондық формуласы: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

Алюминий химиялық реакцияларда  3 электрон беріп, өзінің тұрақты  +3 тотығу дәрежесін көрсетеді:

AI0 – 3e      AI3+

Табиғатта таралуы:

Алюминий – белсенді болғандықтан табиғатта бос күйінде кездеспейді, ал қосылыстар құрамында ең көп таралған металл.

Оның жер қыртысындағы үлесі 9%. Жер қыртысында алюминий  көптеген минералдар түзеді. Алюминийдің маңызды өнеркәсіптік кендері: боксит (AI2O3*nH2O), корунд (AI2O3), каолинит (AI2O3*2SiO2*2H2O), ортоклаз (KAISi3O10). Елімізде алюминий кендерінің үлкен қоры Арқалықта (Қостанай облысы) бар. Сол кенді пайдаланып Павлодар алюминий зауыты жұмыс істейді.

Корундтың мөлдір қоспаларымен боялған кристалда белгілі: қызыл-рубин және

көк- сапфир, бұлар бағалы тас ретінде пайдаланады.

 

Өнеркәсіпте алынуы:

Алюминийді электролиз әдіспен алуға болады. Алюминий өндірісінде, шикізат ретінде көбінесе боскситтер жиі қолданады. Қыздырғанда олар суын жоғалтып, алюминий оксидіне айналады. Алюминий оксидінің балқу температурасы жоғары (20450С) және ол электр тоғын өткізбейді. Сондықтан AI2O3–ті фторидтерді қоса отырып (CaF2, MgF2 немесе AIF3), балқытылған криолитте ерітеді. Бұл қоспа шамамен 10000С температурада балқиды.

Электролиз кезінде катодта-алюминий, ал анодта –оттек бөлінеді. Электролиз реакциясының жалпы теңдеуі:

 

AI2O3 электролиз→  2AI+1.5O2

Алюминий– жеңіл, күміс түстес ақ металл, оның тығыздығы – 2,7 г/см3. Балқу температурасы – 660,240С, ал қайнау температурасы-25000С. Алюминий иілгіштік қасиеті жоғары, оңай фольга болып жайылады және сым түрінде созылады.

Алюминийдің электрөткізгіштігі, жылуөткізгіштігі жоғары. Металдың беті жұқа және өте тығыз оксид қабықшасымен қапталған. Бұл қабықша оптикалық мөлдір және металдық шағылдырғыш қабілетін сақтайды.

  1. Жай заттармен әрекеттесуі:
  • Егер алюминий ұнтағын немесе жұқа алюминий фольгасын қатты қыздырсақ, онда олар тұтанады да көз қаратпайтын жалын түзе жанады:

4AI0+3O20=2AI2O3

Алюминий басқа металдар сияқты бейметалдармен әсіресе ұнтақ түрінде жеңіл әрекеттеседі, реакция басталуы үшін, гологендер –CI және Br басқа, алдын ала қыздыруы қажет және көп мөлшерде жылу бөлінеді:

  • 2AI0+3Br20=2AI+3Br3-1
  • 2AI0+3S0=AI2+3S3-2

4AI0+3C0=AI4+3S3-4

  1. Күрделі заттармен әрекеттесуі:
  • Электрохимиялық кернеу қатарында алюминий темірдің алдында орналасқан, белсенділігі жағынан сілтілік жер металдарға ұқсас. Егер қорғағыш қабықшаны химиялық әдіспен аластатса (мысалы, сілті ерітіндісімен), онда металл сумен сутек бөліп, қарқынды әрекеттеседі:

2AI + 6H2O = 2AI(OH)3 + 3H2

  • Сұйылтылған тұз және күкірт қышқылдарымен әрекеттесіп, алюминий тотықсыздандырғыш болады:

2AI + 6HCI= 2AICI3  + 3H2

                        2AI + 3H2SO4= AI2(SO4)3 + 3H2

  • Алюминий сілтінің судағы ерітінділерінде алюминат тұзын түзіп, ериді:

2AI+2NaOH+6H2O=2Na│AI(OH)4│+3H2

Алюминий (ІІІ) оксиді  (AI2O3) – екідайлы  оксид, ақ түсті балқу температурасы өте жоғары зат, ол сәйкес гидроксидті қыздыру арқылы ыдырату барысында түзіледі:

2AI(OH)3=AI2O3+3H2O

Негіздік қасиеті қышқылдық қасиетіне қарағанда әлсіздеу:

AI2O3+6NaOH+3H2O=2Na3[AI(OH)6]

AI2O3+6HCI=2AICI3+3H2O

Алюминий гидроксиді- AI(OH)3, мүлдем суда ерімейді және типтік екідайлы гидроксид болып табылады.

І. Алынуы:  AICI3+3NaOH=AI(OH)3↓+3NaCI

ІІ. Химиялық қасиеттері:

Қышқылмен: AI(OH)3+3HNO3=AI(NO3)3+3H2O

Сілтімен: AI(OH)3+NaOH =Na[AI(OH)4]

Алюминий тұздарын сілтілермен сапалық реакция бойынша анықтауға болады. Бұл кезде алюминий гидроксидінің қоймалжың тұнбасы түзіледі. Тұнба сілтінің артық мөлшерінде ериді.

AICI3+3NaOH=AI(OH)3↓+3NaCI

                                 

  • AI – құймалар алуда,электротехникада электр сымдарын жасау үшін, жарылғыш заттар алуда, химиялық аппаратураларды дайындауда, құрлыстар салуда, ыдыстар жасауда т.б қолданылады.
  • AI2O3 – зергерлік істе, дәл аспаптарға (сағаттағы “тастар”) мойынтіректер мен тіректер, пластинка ойнағыштың басына дыбыс түсіргіш инелер жасайды.
  • AICI3–алюминий хлоридін органикалық синтезде өршіткі ретінде;
  • AI2(SO4)3 – алюминий сульфаты суды тазалауда және қағаз өндірісінде;

KAI(SO4)2*12H2O – алюмокалий ашудасы тері, аяқкиім өнеркәсібінде теріні илеу үшін және маталарды бояғанда өңдеу үшін қолданады.

Жаңа сабақты бекіту есептері: 162 бет №5,6,7

№4

AI2(SO4)3+6KOH(жетпегенде)=2AI(OH)3+3K2SO4

2AI3++3SO42-+6K++6OH=2AI(OH)3+6K++3SO42-

2AI3++6OH=2AI(OH)3

AI2(SO4)3+2KOH(артық мөлшерде)+6H2O=2K[AI(OH)4]+3H2SO4

2AI3++3SO42-+2K++2OH+6H2O =2K[AI(OH)4]+6H++3SO42-

2AI3++2K++2OH+6H2O =2K[AI(OH)4]+6H+

 

№5

AI  →AICI3  →AI(OH)3  →AI2O3  →Na[AI(OH)4]  →AI2(SO4)3  →AI(OH)3  →AICI3  Na[AI(OH)4]

  1. 2AI + 6HCI= 2AICI3 + 3H2
  2. AICI3+3NaOH=AI(OH)3↓+3NaCI
  3. 2AI(OH)3=AI2O3+3H2O
  4. AI2O3+2NaOH+3H2O=2Na[AI(OH)4]
  5. 2Na[AI(OH)4]+4H2SO4= AI2(SO4)3+Na2SO4+8H2O
  6. AI2(SO4)3+6KOH=2AI(OH)3+3K2SO4
  7. AI(OH)3+3HСІ=AIСІ3+3H2O
  8. AICI3+NaOH+3H2O= Na[AI(OH)4] +3HCI

 

№7

W=20% (Cu)

m=270

V=? (H2)

m(AI)= 270*80/100=216

2AI+2NaOH+6H2O=2Na│AI(OH)4│+3H2

216                                                          x

54                                                            67.2

 

X= 216*67.2/54=268.8

 

268.8       100%

X               80%

 

X=215.04л

 

Жаңа сабақты кеңейту мақсатында оқулықтан тыс оқушыларға мәтін таратылады., оқушы оны оқып оқушыларға сұрақ қояды:

Мәтін №1

Жұмбақ:

Табылса бар там-тұмнан,

Қазір көп әр өлкеде,

Қымбат болды алтынан,

Қандай металл ертеде.

Мәтін №2

Болмасада айтарлықтай салмағым,

Мен көбінен ардақтымын, алдамын

Ұшақ болып аспанға ұшып қалықтап,

Жердің жүзін көк аспанды шарладым

 

Дюралюминий дейтін менің қоспамды

Әспеттейді химияның достары.

Осылырға төсек,үстел, ыдыс пен,

Бағандардың бұйдаларын қос тағы.

Қағаз да мен қант шәйді сәндеген,

Тоққа балқып келіп тұрған ән де мен.

Мәтін №3

Алғаш рет дат ғалымы Х.К.Эрстед 1825 жылы таза алюминий алды, ал 1854 жылы француз химигі А.С.Сентклер Дэвиль оны өндірісте өндіру тәсілін ашты. Сол кезде алюминий өте жоғары бағаланып, оның бір фунты алтын есебімен 40 сом болатын, алюминий алу өте қымбатқа түскен, онан жүзік, сақина және басқадай заттар жасалып сыйлықтар орнына жүрген.

Мәтін№4

Жер қыртысына таралуы жағынан алюминий үшінші орында, орта есеппен оның мөлшері 8,8%, табиғатта жүздеген минералы бар, олардың көпшілігі алюмосиликаттар. Олардың ішіндегі өндірістік маңызы бар минералдары каолинит, алунит және нефелин.

Мәтін№5

Геохимиялық жағынан алюминий оттегіне жақын, тұрақты валенттілігі үш. Алюминийдің минералдары баяу ериді, ал эндогенді процесстерде ол дала шпаттарының, слюдалардың және басқадай алюмосиликаттардың кристалдық торына орналасады.

Мәтін №6

Алюминий су құрамында және организмде өте аз, ол биологиялық жер қабаттарында шамалы ғана.

Үйге тапсырма  $ 34

№8 163 бет «Заттардың және химиялық үрдістердің көркемдік образы» атты шығарма жазып келу.