Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №13/2004

Я ИДУ НА УРОК

Углерод в полезных ископаемых

Интегрированный урок по химии и географии в 8 классе

Цели. Показать, что углерод в природе образует различные полезные ископаемые в разных агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом; уметь записывать термохимические уравнения, решать задачи на тепловой эффект реакции, уметь находить на карте месторождения углерода и знать их значение для жизни людей; развивать творческие способности ребят, умение работать самостоятельно; воспитывать культуру работы в группе.
Оборудование. Карта «Полезные ископаемые»; коллекции «Топливо», «Нефть», «Карбонаты»; схемы «Углерод в полезных ископаемых», «Карбонаты», геохронологическая таблица; наборы открыток «Алмазный фонд», «Залы Эрмитажа», «Новоафонская пещера» и др.; модели кристаллических решеток – кубическая и гексагональная, макет «Сталактиты», спиртовка, спички, пробирки, раствор соляной кислоты.

ХОД УРОКА

На доске висят следующие схемы:

Учитель географии (обращает внимание учащихся на первую схему). Ребята, сегодня на уроке мы познакомимся с углеродом в полезных ископаемых. Если нефть, газ и угли в своем составе имеют различные примеси, то алмаз и графит – это углерод в чистом виде. Они как братья-близнецы с разным характером. Давайте поближе познакомимся с семейством углерода. Сначала поговорим о нефти.
1-й ученик. Нефть часто называют «черным золотом». В глубокой древности славяне называли ее ропанкой, греки – петролеумом. Но смысл перевода один – горное масло. Сейчас ее все называют нефтью. Считают, что это слово родилось от арабского «нафта» – вытекать.
Нефть – это маслянистая темно-коричневая жидкость с красноватым или зеленоватым оттенком, иногда черная, красная, синяя или светлая и даже прозрачная с характерным резким запахом. Бывает нефть белая или бесцветная, как вода (например, в Суруханском месторождении в Баку, в некоторых месторождениях Алжира). В более редких случаях нефть очень плотная, полутвердая (в ней много парафина).
Различают легкие и тяжелые нефти. Легкие извлекают насосами, фонтанным способом, из них делают в основном бензин и керосин. Тяжелые нефти иногда добывают даже шахтным способом (например, Яремское месторождение в Коми), и готовят из них битум, мазут, масла.
В отличие от других полезных ископаемых нефть и газ не образуют самостоятельных пластов, они заполняют пустоты (поры между песчинками, трещины) в породах. Их залежи принимают форму вмещающих отложений. Нефть очень горюча. Она сохраняет это свойство, даже находясь на поверхности воды, где способна воспламениться от горящего факела, пока не растечется в радужную нефтяную пленку.
Нефть – смесь углеводородов (парафины, нафтены, ароматические углеводороды), она содержит 80–87% углерода, 10–14% водорода, до 5% серы, до 3% кислорода, до 2% азота. Нефть – уникальное топливо, ее теплота сгорания 37–49 мДж/кг. Так, 10 т нефти дают столько же тепла, сколько 13 т антрацита, 31 т дров. Она является основой энергетики всех отраслей хозяйства, химической отрасли промышленности. Известна и лечебная нефть, богатая нафтеновыми и ароматическими углеводородами.
С нефтью человек познакомился давно. Сведения о ней пришли к нам с Ближнего Востока. Археологические раскопки свидетельствуют о том, что еще в долине реки Евфрат нефть и продукты ее окисления (асфальты) люди добывали 6–8 тыс. лет назад. Древние шумеры использовали битум вместо связующего раствора в кладке, как клей в серпах и аппликациях в великих городах индийской цивилизации; для бальзамирования мумий использовали асфальт. В Вавилоне нефтью освещали улицы.

При бальзамировании мумий использовали асфальт

При бальзамировании мумий
использовали асфальт

Людям давно были известны «смоляные ямы» – асфальтные озера, которые «подарили» нам сотни хорошо сохранившихся скелетов гигантских ленивцев, саблезубых тигров и других позвоночных животных.
В раннее средневековье нефть уже добывается из колодцев, затем появляются первые скважины глубиной до 200–300 м в Италии. В Китае бурение было известно еще до нашей эры. В XV в. появляются первые асфальтированные улицы в Париже и Петербурге. Но главное – нефть нужна была для керосиновых ламп. Уже в 1745 г. на реке Ухте на севере России архангельский промышленник Ф.С.Прядунов построил первый в мире нефтеперегонный завод. В день он получал из 27 т нефти 16 т керосина. Затем нефть понадобилась для двигателей внутреннего сгорания и дизеля. После изобретения инженером В.Г.Шуховым метода перегонки нефти она стала универсальным топливом. Первая нефтяная скважина в мире пробурена в 1848 г. в Баку. Именно с этой скважины, как принято считать, и начинается промышленная добыча нефти в мире.
Нефть меряют баррелями. Один баррель – около 136 кг.
В борьбе с засильем иноземных монополий страны-экспортеры нефти объединились в союз – ОПЕК*. В него вошли: Алжир, Венесуэла, Габон, Индонезия, Ирак, Иран, Китай, Кувейт, Ливия, Нигерия, ОАЭ, Саудовская Аравия, Эквадор.
Уникальными месторождениями нефти являются: в Кувейте – Большой Бурган, в Саудовской Аравии – Гавар, в Иране – Румейла, в России – Западная Сибирь, в Казахстане – Каспийское море.

Учитель химии. Внимательно рассмотрите коллекцию «Нефть», потом познакомимся с природным газом.
2-й ученик. Хранящийся под землей горючий газ делят на природный (образует самостоятельные скопления в виде газовых месторождений) и попутный (находится в нефти в растворенном состоянии: на 1 т нефти попутно добывают 100–150 м3 газа). Помимо нефти и газа выделяют еще газоконденсат, который является смесью нефти и газа – природной системы взаиморастворенных газообразных и легкокипящих жидких нефтяных углеводородов, находящихся в глубинах Земли.
Газ состоит из углеводородов с примесью азота, углекислого газа, сероводорода, аргона и гелия. Газ – наиболее экономичный вид топлива, поэтому его больше всего применяют в качестве топлива в промышленности и в быту. Он также служит ценным сырьем для производства синтетических волокон, каучука, пластмасс, спиртов, жиров, азотных удобрений, аммиака, ацетилена, взрывчатых веществ, медикаментов и т.д.
У газа наиболее простая транспортировка – по трубопроводам. Это разгружает транспорт и удешевляет сам газ.
Нефть и газ встречаются вместе и имеют одно происхождение. Но открыты они были в разное время, по-разному и использовались. Если нефть известна человечеству более восьми тысячелетий, то газ стал применяться практически лишь в последние десятилетия.
Залежи нефти и газа располагаются в основном на глубинах, превышающих 3 км, где первичное органическое вещество при температуре 100 °С и высоком давлении преобразуется в углеводороды.
Мировые запасы газа сосредоточены в России, Иране, США, Алжире, Канаде, Мексике, Норвегии.

Учитель химии (вызывает двух учеников к доске и дает им задание). Запишите на доске уравнения реакции горения метана, этана, пропана, ацетилена и какого-нибудь компонента бензина. Расскажите, как расставить коэффициенты. Покажите, что это термохимические уравнения, а именно экзотермические. Как обозначают тепловой эффект реакции?
Ученики пишут на доске уравнения реакций:

Учитель географии. Откройте коллекцию «Топливо», познакомимся с углями.
3-й ученик. Ископаемые угли – это твердые продукты изменения древних растительных остатков, используемые в промышленности в виде энергетического топлива, а также в качестве технологического и химического сырья. Их различают по зольности. Если зольность ниже 50% – это угли, если выше – горючие сланцы.
По составу исходного вещества угли подразделяют на:
1) гумусовые, образовались из высших растений;
2) сапропелевые, образовались из водорослей.
В составе углей содержится влага, а по элементам – углерод (60–98%), водород (1–12%), кислород (2–20%), азот (1–3%), сера, фосфор, кремний, алюминий, железо.
Как же из мертвых деревьев рождается уголь? Все начинается с торфа, или сапропеля, который постепенно под давлением и при отсутствии кислорода превращается в бурый уголь. Со временем он переходит в каменный уголь, а затем – в антрацит. В специфических геологических условиях (сильное давление, высокие температуры) уголь может превращаться в графит и шунгит.
Бурые угли – переходная степень от торфа к каменному углю, рыхлые образования бурого или черно-бурого цвета. Их состав:
С – 64–78%, Н – до 6%. Бурые угли имеют низкую теплопроводную способность. Это низкокачественные угли, поэтому их используют как энергетическое сырье. Самые большие запасы их сосредоточены в Ленском и Канско-Ачинском бассейнах России, в Кустанайской области – в Кушмурунском бассейне.
Каменные угли – переходная форма от бурых углей к антрациту, очень плотные образования. Их состав:
С – до 90%, Н – до 5%, влаги – до 25%. Они обладают большой теплотворной способностью. Из угля-сырца путем переработки можно получить более 400 различных продуктов, стоимость которых по сравнению со стоимостью самого угля увеличивается в 20–25 раз. Этим занимаются коксохимические заводы. Очень перспективно сжижение угля и образование жидкого топлива. Из 3 т угля можно сделать 1 т нефти. Из угля делают искусственный графит, золу используют в производстве строительных материалов, керамического и огнеупорного сырья, глинозема, абразивов, раскислителей.
Исключительно крупными каменноугольными бассейнами являются: Тунгусский, Ленский, Таймырский в России, Аппалачский в США, Карагандинский в Казахстане.
Среди множества месторождений Казахстана выделяется Карагандинский бассейн. С 1754 г. началась кустарная разработка угольных залежей. В карбоновых и юрских отложениях здесь установлено более 65 рабочих пластов. Толщина некоторых достигает 6–8 м. Работает около 30 шахт, среди которых имеются также гиганты, как шахта «Тентекская» (4 млн т угля в год).

Антрацит
Антрацит

Антрациты – наиболее сильно метаморфизированные угли. Цвет – черно-серый с желтоватым оттенком и ярким металлическим блеском. В них больше всего С – до 97%. Они горят бездымным пламенем, т. к. в них мало водорода (1–3%) и летучих веществ. Образование антрацитов происходило в результате метаморфизма всей толщи углей под действием повышенных температур (350–550 °С) и высоких давлений. Они обладают наиболее высокой теплоотводной способностью и используются как высококачественное бездымное топливо в металлургии и в химической отрасли промышленности. В электротехнике из антрацита готовят микрофонный порошок.
На Земле известно более 3600 угольных бассейнов и месторождений. Геологи установили, что максимумы угленакопления на Земле пришлись на два этапа: позднепалеозойский (карбон, пермь) и позднемезозойский (юра, мел). Это связано с бурным развитием растительности, с одной стороны, и образованием тектонических впадин (куда сносился древесный материал) и тектонических ловушек, в основном в предгорьях зарождающихся горных стран, с другой стороны.
Добыча углей осуществляется двумя способами.
1) Открытый – наиболее прогрессивный и экономичный, когда можно более широко использовать технику (себестоимость угля меньше в 5 раз).
2) Подземный способ – менее экономичный, сложный и более дорогостоящий. Но этот способ будет развиваться и в перспективе, поскольку наиболее высококачественные угли и антрацит находятся на большой глубине и добыть их можно только с помощью шахт.
Сегодня открытым способом добывают главным образом энергетические угли, а в шахтах – металлургические.

Учитель химии. Проведем опыт – горение угля. Для этого следует одновременно внести в пламя три вида угля: бурый, каменный и антрацит. Обратите внимание на характер горения: яркое пламя и сильный дым – у бурого угля, у антрацита – невидимое бездымное пламя, треск – у каменного угля.
Какой уголь выделяет больше тепла?

(Антрацит.)

 

ЗАДАЧА. Вычислить, сколько сгорело угля, если при этом выделилось
33 250 кДж теплоты.

 

Дано:
Q = 33 250 кДж.
       Найти:
      m
(C) = ?

 

Решение

Примем массу угля за х, составим и решим пропорцию:

=

х = 12 (г)•33 250 (кДж)/402 (кДж) = 992,5 г.

Ответ. Сгорело 992,5 г угля.

 

Учитель географии. Познакомимся с графитом. Возьмите в руки графит из коллекции и ваш карандаш.
4-й ученик. Когда берешь карандаш в руки, и не подумаешь, что его графитовый стержень родился из обыкновенного растения. В природе много углеродных соединений, но есть и чистый углерод в виде двух кристаллических модификаций: алмаз и графит. Первый имеет кубическую кристаллическую решетку (самая плотная упаковка составных частей – метастабильная), второй – гексагональную (равновесная, неплотная упаковка). Обе эти модификации известны человеку с давних пор. А.Лавуазье в 1787 г. удалось доказать, что алмаз и уголь являются углеродом. В 1797 г. С.Теннант показал, что при сжигании одинаковых количеств алмаза и графита образуется одинаковое количество углекислого газа.
Графит – чистый углерод и в природе встречается в кристаллическом виде. Более известен чешуйчатый графит, кристаллы которого имеют вид мелких табличек или чешуек. Карандашная линия – это огромное количество мелких чешуек, остающихся на бумаге. Другая разновидность графита – скрыто кристаллический, или аморфный, графит, кристаллы в котором настолько малы, что обнаруживаются только с помощью электронного микроскопа.

Кристаллическая структура графита

Кристаллическая
структура графита

Графит имеет темно-синий или черный цвет и металлический блеск, плавится при температуре выше 3800 °С, в химическом отношении инертен, является хорошим проводником тепла и электричества.
Графит бывает магматического происхождения или образуется в результате метаморфизма углей и даже известняков в угольных залежах под воздействием очень больших давлений и температур. Такие условия иногда создаются в результате внедрения в район месторождения магматических расплавов.
Графит издревле применялся человеком в качестве красящего вещества, для изготовления огнеупорных сосудов, а с XVI в. в качестве грифелей для карандашей. Графит в России добывался еще в прошлом веке.
Так, на вершине Ботогольского хребта в Восточных Саянах находился Алиберовский рудник.
Графит вьюками вывозили к тракту, а затем в повозках отправляли за 8–10 тыс. км на карандашные фабрики Франции. Уже потом в виде карандашей он возвращался в Россию.
Сейчас рамки использования графита сильно расширились. Его применяют в литейном деле, в электромеханике, в производстве смазочных материалов и красок и, конечно, карандашей (грифель состоит из 50–80% графита и 20–50% каолина). Графит используют для изготовления искусственных алмазов, в порошковой металлургии, в производстве полупроводников, в качестве блоков для атомных котлов (он способен отражать нейтроны и снижать их скорость).
Химики научились производить искусственный графит. Он состоит из нефтяного кокса, каменноугольного песка и сажи.
В СНГ разведано 45 месторождений графита. Они также есть в Китае, Корее и Чехии. Чешские графиты отличает высокое качество, карандаши «Koh-I-Noor» лучшие в мире. По происхождению большая часть графита относится к докембрию (СНГ), имеются палеозойские (Корея, Австралия, ФРГ) и кайнозойские (Мексика) месторождения.
На мировом рынке стоимость 1 т аморфного графита составляла 60–120 долларов, чешуйчатого – 250–3500 долларов (данные 1991 г.).

Учитель химии. Проведем опыт «Горение графита», который докажет нам, что графит – это чистый углерод. (Графит сгорает в кислороде без остатка.) А теперь познакомимся с алмазом.
5-й ученик. Алмаз. В Британском музее в Лондоне есть бронзовая греческая статуэтка, вместо глаз у нее таинственно мерцают два неотшлифованных алмаза. Специалисты считают, что возраст статуэтки 2500 лет, а алмазы – индийского происхождения. До XVII в. Индия была известна как единственный источник алмазов. Близ Хайдарабада находился их рынок.
Говорят, что красота, долговечность, редкость – таковы три главных достоинства настоящего драгоценного камня. Чудесный природный кристалл после обработки становится еще красивее и называется бриллиантом; обработка (огранка, шлифовка и полировка) усиливает его блеск и сияние. Алмаз обладает высоким показателем преломления света (2,417) и сильной дисперсией (0,044), но имеет сравнительно небольшое естественное отражение (менее 17%), которое многократно усиливается с помощью огранки и шлифовки. При бриллиантовой огранке алмаз имеет 57–80 граней (до 128). Луч света преломляется в алмазе и, отражаясь от многочисленных граней, радужно сверкает. Эта праздничная игра света и сделала его «королем» драгоценностей. Бриллианты издавна служили украшением для женщин и вправлялись в короны королей. Например, центральное место среди камней государственной короны, сделанной для английской королевы Марии, занимает алмаз «Кох и Нор» (106 каратов). А императрица Екатерина II, получив от своего фаворита графа Орлова уникальный алмаз, который так и назвала «Орлов» (189,6 карата), повелела вправить его в свой золотой скипетр (символ высшей государственной власти).

Алмаз «Орлов», Алмазный фонд
Алмаз «Орлов», Алмазный фонд

Немецкий профессор Батеман подсчитал: алмазы стоимостью 10 млн долларов может перенести один человек, тогда как золото на эту сумму будет иметь массу 12 т. Какими только легендами не обросли «биографии» наиболее известных алмазов. Рассказывают, что, когда персидский шах Надир в 1739 г. захватил Дели, он долго и тщетно искал огромный алмаз династии Великих Моголов и наконец узнал, что его постоянно носит в своем тюрбане Мохамед-Шах. Прощаясь с ним, Надир-Шах предложил обменяться тюрбанами, и Мохамед-Шах был вынужден согласиться. Когда Надир размотал тюрбан и увидел сверкающий алмаз, он воскликнул: «Кох и Нор!» (гора света) – так камень получил имя.
Малочисленность месторождений алмазов (Индия, затем Бразилия, потом Африка) лишь увеличивала ажиотаж вокруг них. В 1879 г. было открыто первое коренное месторождение – трубка «Кимберли» в Южной Африке. Там, среди магматических пород, в жерлах древних вулканов, прячется зеленовато-голубой камень – кимберлит. В него вкраплены драгоценные кристаллы. Как раз в это время в Африку приехал русский ученый П.И.Лугов. Он был среди первых исследователей кимберлитовых трубок.
В 90-х гг. XIX в. в этот район двинулась армия алмазоискателей. Кровавый «алмазный бум» перещеголял «золотую лихорадку» Клондайка. В 1899 г. к этим богатствам «протянула руку» королевская Англия. Началась англо-бурская «алмазная» война 1899–1901 гг.
Во время англо-бурской войны русский специалист по редким минералам стал сражаться против английских колонизаторов. За это царское правительство сослало Лугова в холодную Якутию. В якутской тайге Лугов незадолго до смерти обнаружил кимберлит, схожий с тем, который исследовал в Африке. Вот уж воистину не было бы счастья, да несчастье помогло. В 1954 г. была открыта первая российская кимберлитовая трубка «Зарница». В вилюйской тайге возник город Мирный – главный производитель алмазов России.
Алмаз – самый твердый минерал на Земле (по-арабски слово «алмаз» означает «твердый»). Он в 1000 раз тверже кварца, в 150 раз тверже корунда, который по твердости стоит на втором месте. Это свойство сочетается с высокой сопротивляемостью к испарению и механической прочностью, устойчивостью к химическим реагентам: кислоты и щелочи на алмаз не действуют. Все эти свойства связаны с тем, что алмаз – чистейший углерод с особой кристаллической структурой.
Техника XXI в. с ее высокими требованиями к качеству немыслима без алмазов.
Мелкие и непрозрачные алмазные камни используют как режущие материалы. Благодаря алмазному бурению в короткое время были освоены недра Кольского полуострова и шельф океана. Алмазными коронками бурят сверхглубокие скважины.
Иногда алмазы содержат незначительные примеси других элементов, придающих им не только любую окраску и оттенки, но даже и особые свойства.
С 1955 г. в ряде стран стали выращивать искусственные алмазы в технических целях. А в 1961 г. в Киеве под давлением 10,13 гПа при температуре 2000 °С превратили обычный графит в алмаз.
Карат – единица массы в торговле драгоценными камнями в ювелирном деле с античных времен. В 1907 г. Международным комитетом мер и весов на конференции в Париже введен метрический карат, равный 0,2 г. Само слово «карат», возможно, происходит от греческого названия «карацион» – рожковое дерево, широко распространенное в Средиземноморье. Плоды его в древности служили гирями при взвешивании драгоценных камней (одна такая гиря по массе примерно соответствовала 1 карату).
И еще одно качество камня – редкость. На Земле его месторождения немногочисленны. Среди природных алмазов преобладают мелкие. Крупные – большая редкость, в сотни каратов – уникальны. Поэтому им присваивают собственные имена. Алмазы встречаются в коренных и рассыпных месторождениях. Первый алмаз России был обнаружен в 1829 г. на Урале на Крестовоздвиженском прииске при промывке россыпей золота четырнадцатилетним мальчиком Павлом Поповым.
В витринах Алмазного фонда в Москве размещено более 500 крупных ювелирных алмазов: «Звезда Якутии» (232 карата), «Большая Медведица» (114,5 карата), «Мария» (106 карат). А самый крупный «Имени ХXVI партсъезда», найденный в 1981 г., имеет вес 342,5 карата, или 68,5 г. Здесь же хранится всемирно известный прозрачный с голубовато-зеленым оттенком бриллиант «Орлов» (189,6 карата), в необработанном виде он имел 450 карат (90 г).
Вместе с ним находится и другой исторический алмаз – «Шах» (88,7 карата), прозрачный, с желтоватым оттенком, по форме напоминающий миниатюрный саркофаг. На персидском языке выгравированы на самом камне имена его владельцев. Алмаз был найден в Центральной Индии в середине XVI в. До 1591 г. он хранился у правителей Ахмеднагара. После покорения Ахмеднагара камень перешел в руки Анбара из династии Великих Моголов. В 1739 г. персидский шах Надир разгромил войска индийских властителей, захватил Дели и оттуда вместе с другими ценностями увез алмаз «Шах» в Персию. В 1829 г. он был преподнесен персидским шахом Хозрев-Мирзой Николаю I «во искупление» зверского убийства русского посла в Тегеране – писателя Александра Сергеевича Грибоедова.
Более половины алмазных запасов мира сосредоточено в Африке. Очень много их в аллювии реки Оранжевой на руднике «Новый премьер». Здесь в 1905 г. был найден самый крупный алмаз в мире «Куллинан» (3106 карат, или 621,2 г). Впоследствии при обработке алмаз раскололи по линиям трещин, возникшим от удара землекопов, на 105 частей. В результате получилось два крупных алмаза – «Куллинан I» (530,2 карата с 74 гранями – самый крупный ограненный алмаз в мире) и «Куллинан II» (317,4 карата с 66 гранями), а также «Куллинан III» (94,4 карата) и «Куллинан IV» (63,6 карата). Кроме этих камней получился еще 101 бриллиант массой от 5 до 19 карат.
На мировом рынке в 1980-х гг. за 1 карат технических алмазов давали до 7 долларов. Крупные камни не имеют цены, их если и пускают в продажу, то только с аукциона, где цена обычно очень высокая. Так, например, знаменитый «Куллинан» (все его семейство) стоит 94 т чистого золота. Устанавливает цены на рынке Всемирный алмазный синдикат. Ведущая роль в нем принадлежит английской монополии «Де Бирс», история которой начинается с апреля 1880 г.

Учитель географии (обращает внимание учащихся на фотографии и иллюстрации экспонатов «Алмазного фонда», где представлены короны Российской империи, жезл с алмазом «Орлов»
и т. д.). Рассмотрим схему «Карбонаты». Чем схожи их формулы? (Кислотный остаток одинаковый, меняются только металлы.) Внимательно рассмотрите минералы в коллекции «Карбонаты». Названия каких минералов не записаны на доске, но вы их нашли в коллекции? Перечислите эти минералы, запишите их формулы. Обратите внимание на твердость минералов. Сделайте вывод.

(Чем тверже металл, тем тверже минерал, и наоборот.)
6-й ученик. Помимо «родных братьев» углерода, которые мы сейчас рассмотрели, существуют и «двоюродные братья» – минералы, в состав которых входит углерод. Это соли угольной кислоты – карбонаты. К ним относятся мел, мрамор, известняк, кальцит, доломит, сидерит, арагонит, малахит, а также минералы, из которых построен жемчуг.

Кальцит – кристаллическая модификация карбоната кальция
Кальцит – кристаллическая
модификация карбоната кальция

Все карбонаты растворяются в кислотах с выделением СО2 (с «шипением»). Эта реакция играет огромную роль в формировании облика нашей планеты. Углекислый газ в образе ваятеля и зодчего создает подземные дворцы в толщах карбонатных пород. Он способен перемещать под землей сотни и тысячи тонн известняка. По трещинам в горных породах вода, содержащая растворенный в ней СО2, попадает в толщу известняка, образуя полости – карстовые пещеры. Гидрокарбонат кальция существует только в растворе. Грунтовые воды перемещаются в земной коре, испаряя в подходящих условиях воду:

Са(НСО3)2 = СаСО3 + Н2О + СО2.

Так образуются сталактиты и сталагмиты.
(Рассмотреть макет «Сталактиты», набор открыток «Новоафонская пещера», «Залы Эрмитажа», «Памятники мирового искусства».)
Учитель химии. Проведем опыт. Возьмем из коллекции кусочки мела, известняка, ракушечника, опустим их в пробирки, прильем раствор соляной кислоты. Почему происходит вскипание? Написать уравнение реакции.

Ученики пишут:

Учитель химии. Подобным образом поступают геологи, когда в экспедициях находят и исследуют минералы. Наука, которая изучает состав минералов, называется геохимией.
7-й ученик. Стихотворение о братьях Карбонатах

На земле живут три брата
Из семейства Карбонатов.
Старший брат – красавец Мрамор –
Славен именем Каррары,
Превосходный зодчий он,
Строил Рим и Парфенон.
   Всем известен Известняк,
   Потому и назван так.
   Знаменит своим трудом,
   Возводя за домом дом.
И способен, и умел
Младший мягкий братец Мел.
Как рисует, посмотри,
Этот СаСО3!
   Все в заботах, все в работе
   От зари и до зари
   Эти братья – Карбонаты,
   Эти СаСО3!

Закрепление материала

1. Что случилось бы с алмазными подвесками королевы Франции, если бы судно, на котором их вез Д’Артаньян, подожгла Миледи?
2. Написать реакцию горения угля на электростанции.
3. Как углерод возвращается в землю? Написать уравнение реакции фотосинтеза.

(6СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2.)

4. Написать уравнение реакции горения бытового газа пропана под кастрюлей борща на кухне.

3Н8 + 5О2 = 3СО2 + 4Н2О.)

5. Показать на карте месторождения карбонатов на территории Казахстана.

6. Как человек использует карбонаты в своей жизни? Покажите это на примере нашего кабинета.

Учитель химии. Выводы. Мы познакомились с химическим элементом углеродом и с полезными ископаемыми, в состав которых он входит. На территории Казахстана встречаются все полезные ископаемые чистого углерода (графит, алмаз) и его соединений (природный газ, нефть, уголь, карбонаты).
Без углерода нам было бы холодно и голодно. Благодаря карбонатам мы можем построить себе жилища и красочно их оформить. А красота алмаза и жемчуга не поддается никакому описанию, и еще многие поэты будут их воспевать.


* Опек (OPEC) – от английского названия союза «Organization of Petroleum Exporting Countries».

ЛИТЕРАТУРА

Войлошников В.Д. Книга о полезных ископаемых. М.: Недра, 1991; Новиков Э.А. Клады земли. М.: Просвещение, 1971;
Калинко М.К. Тайны образования нефти и горючих газов. М.: Недра, 1981; Энциклопедический словарь географических терминов. М.: Советская энциклопедия, 1968;
Ножко Е.С., Сугатов А.П. Карбонаты. Газета «Химия», 1997, № 48; Памятники мирового искусства. М.: Искусство, 1970.

Н.К.ФЕДОРОВА,
учитель химии,
Т.М.МЕЛЬНИКОВА,
учитель географии
Октябрьской средней школы
(г. Лисаковск, Кустанайская обл., Казахстан)