Методическая разработка Химия в литературных произведениях

Министерство образования Тверской области

ГБОУ СПО «Тверской политехнический колледж»

Методическая разработка

«Химия в литературных произведениях»

Тверь

2015

Составитель: преподаватель химии и биологии Тверского политехнического колледжа И.Л. Хохолева

Данная разработка содержит материал различных художественных произведений, в которых рассматриваются вопросы химии.

В методической разработке представлены примеры использования фрагментов литературных произведений на уроках химии с указание тем, где можно использовать тот или иной отрывок литературного произведения. К каждому фрагменту подобраны вопросы и задания с ответами.

Материал методической разработки предназначен для учителей общеобразовательных учреждений, для преподавателей колледжей и техникумов. Данная разработка также может быть полезна и обучающимся школ, гимназий, лицеев и колледжа.

Введение

Современная методика преподавания химии включает различные приёмы, направленные на развитие у студентов познавательного интереса к изучению предмета «Химия», использование занимательных экспериментальных и нестандартных задач, технических средств обучения.

Большую помощь в развитии творчества и эмоциональных качеств студентов, может оказать художественная литература, которая способствует осуществлению межпредметной связи.

Методика использования художественной литературы разнообразна: к фрагментам литературных произведений можно обращаться при объяснении нового материала, в качестве упражнения при опросе или в процессе обобщения и повторения пройденной темы. Задания могут быть различными - найти ошибку в объяснении явления, которое дано автором произведения, или ответить на вопрос, о каком явлении идет речь, осуществить цепочку превращений и т.д.

Данная разработка поможет преподавателю в проведении уроков, особенно на стадии мотивации. Кроме этого, весь материал будет интересен и полезен для проведения внеклассных мероприятий, для подготовки недели химии.

ГЛАВА 1. ХИМИЯ В ПРОЗЕ

Химия на протяжении всей истории человечества представлялась предметом романтическим. Эта особенность химии побуждала многих писателей и поэтов включать в свои произведения образы, навеянные размышлениями о веществе и его превращениях, сравнения, эмоциональные описания явлений и процессов.

Всё это делало их произведения более яркими, образными, колоритными. Часто можно встретить такие литературные выражения: «стальной характер», «железные нервы», «золотое сердце», «свинцовый кулак», «серебряный иней», «золотая заря», «свинцовые тучи».

Многие химики сами были не только великими учеными, но и одаренными писателями, поэтами, музыкантами.

1.1. Вопросы химии в романе Жюль Верна «Двадцать тысяч лье под водой» (1870)

Повествует о кругосветном плавании на подводном судне «Наутилус» под командованием капитана Немо. Невольными пассажирами судна (вернее, пленниками) стали профессор Парижского музея Аронакс (от его имени и ведётся рассказ), его слуга Консель и канадский китобой Нед Ленд. «Наутилус» - устаревшее название аргонавта (Argonauta), головоногого моллюска из рода пелагических осьминогов. Лье - старинная французская мера длины, равная около 4,5 км.

1.1.1. Атом и молекула

Я втягивал в себя животворящий воздух моря. Рядом со мной мои товарищи упивались его освежающими молекулами. Несчастным, долго голодавшим людям нельзя набрасываться на первую предложенную пищу. Нам же, наоборот, не надо было сдерживать себя, мы могли всей силой своих лёгких вдыхать атомы морского воздуха*.

Вопросы:

• Почему автор называет воздух «животворящим»?

(Морской воздух «животворящ», так как:

а) вода поглощает частицы пыли с находящимися на них микроорганизмами;

б) около 90 % атмосферного кислорода выделяют именно водные растения;

в) воздух над морем ионизирован, в нём всегда присутствует некоторое количество озона).

• Правомерно ли использования слов «атом» и «молекула» в данном отрывке?

(Кислород, азот, углекислый газ, содержащиеся в воздухе, - это вещества молекулярного строения).

2. Изменение вкуса - один из признаков химических реакций

Среди рыб, обитающих у этих берегов [Французской Гвианы, что в Южной Америке; тогда - колония, в настоящее время - заморский департамент Франции], я отметил несколько различных видов, которых я ещё не имел случая наблюдать. [Среди них] контронаты-негры черноватой окраски, которых ловят при свете факелов, это рыбы длиной до двух метров, с белым жирным, но плотным мясом, - жареные в свежем виде они имеют вкус угрей, а сушёные - вкус копчёной сёмги.

Вопрос: Чем обусловлен разный вкус жареных и сушеных рыб?

(Разный вкус этих продуктов обусловлен различными веществами, образующимися при переработке рыбного сырья).

1.1.3. Очистка воды перегонкой

Капитан Немо провёл меня в отделение камбуза, где действовали объёмистые дистилляционные аппараты для добывания питьевой воды путём выпаривания. Их накачали водой, и всё тепло от электрических батарей направилось в змеевики, погружённые в воду. Через несколько минут вода нагрелась до ста градусов. Её переключили в насосы, а на её место поступила свежая вода.

Вопрос: Что произошло дальше с нагретой водой, оставшейся в аппарате, в который поступала исходная морская вода?

1.1.4. Содержание солей в морской воде и их значение

Капитан умолк, устремив взор на водную стихию, которую он так тщательно и непрестанно изучал. После короткого молчания он сказал:

- Море содержит в себе изрядное количество солей <...>. И если бы рассыпать эту соль ровным слоем по всему земному шару, образовался бы соляной покров свыше десяти метров толщиной. Не подумайте, что наличие солей в морской воде является капризом природы. Нет! Соль уменьшает испаряемость воды, предохраняет от выветривания водяных паров и тем самым спасает от излишних осадков умеренные пояса нашей планеты. Важная роль! Роль почётная - уравновешивать действие стихий на земном шаре!

Отрывок можно использовать при изучении вопросов: «Нахождение солей в природе», «Вода в природе, растворимость веществ в воде».

1.1.5. Карбонат кальция в живой природе

- Для поэта, друг мой Нед, жемчужина - слеза моря, - отвечал я, - для восточных народов - окаменевшая капля росы; для женщин - драгоценный овальной формы камень с перламутровым блеском, который они носят как украшение на руках, на шее, в ушах; для химика - соединение фосфорнокислых солей с углекислым кальцием; и, наконец, для натуралиста - просто болезненный нарост, представляющий собою шаровидные наплывы перламутра внутри мягкой ткани мантии у некоторых представителей двустворчатых моллюсков.

Жемчуг состоит из игольчатых или призматических кристалликов арагонита (СаС0₃), небольших количеств фосфата кальция и органического вещества хитина. Последний образует покровы членистоногих.

Жюль Верн устами своего героя Аронакса перечисляет виды моллюсков, способных образовывать жемчуг, механизм его образования, способы извлечения жемчужин из раковин, их ценность в зависимости от величины, формы, окраски (см. часть II, главу II «Новое предложение капитана Немо»).

1.1.6. Получение натрия с помощью угля

• Я вижу, капитан, что природа оказывает вам услугу везде и всегда. <...> «Наутилус» не нуждается в гавани.

• Не нуждается, господин профессор! Но он нуждается в электричестве, чтобы двигаться, в батареях, чтобы производить электрическую энергию, в натрии, чтобы питать эти батареи, в угле, чтобы получать натрий, в каменноугольных копях, чтобы добывать уголь. Ещё в геологические эпохи море поглотило целые леса, которые уже минерализовались и, превратившись в каменный уголь, служат мне неисчерпаемым источником топлива.

Конечно, неисчерпаемость каменного угля здесь имеет смысл с точки зрения срока жизни одного человека. По подсчётам геологов, при современном уровне добычи угля хватит ещё примерно на 600 лет.

Вопрос: Какое вещество, помимо угля, необходимо для получения металлического натрия и какое вещество образуется в данной реакции?

Уравнение реакции: Na₂CO₃+2C=2Na+3CO↑.

1.1.7. Муравьиная кислота в природе

Среди других зоофитов были <...> чарующие взор медузы, которые при прикосновении испускают едкую жидкость, обжигающую, как крапива.

Вопрос: О какой едкой жидкости идет речь в данном отрывке?

(Едкая жидкость - это муравьиная кислота. Данное вещество, впервые найденное в выделениях муравьев, образуется также в стрекательных железах некоторых кишечнополостных и используется ими для защиты от хищников. Кстати, в жгучих волосках крапивы также содержится муравьиная кислота).

1.1.8. Белки в природе

Около семи часов утра мы, наконец, добрались до жемчужной отмели, где размножаются миллионами жемчужницы. Эти драгоценные моллюски прикрепляются к подводному утёсу и буквально присасываются к нему посредством биссуса коричневого цвета, лишаясь тем самым возможности передвигаться.

На ноге некоторых двустворчатых моллюсков имеется так называемая биссусная железа. Её выделение - биссус - состоит из нитей белка, сходного с фиброином шёлка членистоногих. У моллюсков рода Pinna длина таких нитей достигает 20 см, толщина 18-75 мкм. В древности биссус использовался для изготовления дорогостоящей ткани виссона (или биссона).

1.2. Вопросы химии в романе Жюль Верна «Пятнадцатилетний капитан» (1878)

Роман о путешествии на судне «Пилигрим» (что значит «паломник») в водах Индийского и Атлантического океанов, а после крушения судна - в дебрях Анголы. Главный герой романа, пятнадцатилетний юноша Дик Сэнд, после гибели капитана Гуля был вынужден взять на себя обязанности руководителя плавания.

1.2.1. Соединения железа в природе

В последний день пути отряд шёл вдоль подмытого берега одного из таких ручейков, - воды его окрасились в красный цвет от окиси железа.

Вопросы:

• Какой именно из оксидов железа присутствовал в воде?

(Fe₂0₃ - он красного цвета, так как FeO - чёрного цвета.)

• Растворимы ли оксиды железа в воде?

• Однородная или неоднородная смесь образована?

• Как её можно разделить?

• Как называется взвесь твёрдых частиц в жидкости?

• Чем суспензия отличается от эмульсии? Приведите пример эмульсии.

Иногда земля поднималась крутым бугром, и на склонах его выступали пласты тёмного гематита.

Оксид железа(III) - основная составная часть минерала гематита (от греч. гема - кровь), или красного железняка.

• Какую формулу имеет минерал гематит, каков его цвет?

• Какие ещё руды содержат в своём составе железо?

1.2.2. Образование патины при коррозии меди

Юноша вдруг умолк. Нагнувшись к земле, он поднял лежащую в углу небольшую, всю позеленевшую медную коробку.

Состав патины выражается формулой (СuОН)₂СОз. Иногда также используется формула Cu₂CH₂0₅. Этот зелёный налёт образуется на изделиях из меди или её сплавов при хранении на влажном воздухе.

Вопросы:

• Отчего коробка позеленела? Каков состав патины?

• Что такое коррозия и что при этом происходит с металлами - окисление или восстановление?

• Чем процессы окисления и восстановления различаются между собой?

• Написать уравнение реакции образования патины.

1.2.3. Горение этанола

Как загорелся спирт, как красиво заплясали на его поверхности синие огоньки!

Вопросы:

• Какой именно спирт горит пламенем синего цвета?

• Какие ещё вещества, помимо этанола, горят синим пламенем?

(Угарный газ, сера, сероводород, алканы).

1.3. Вопросы химии в романе Жюль Верна «Чёрная Индия» (1877)

Действие романа происходит в каменноугольных копях Шотландии, которым было дано столь поэтическое название. Истощённая, как вначале думалось, шахта До-черт закрылась, но через многие годы в ней возобновилась добыча угля.

В главе третьей «Недра Соединённого королевства» излагается суть теории образования каменного угля.

1.3.1. Природные источники углеводородов. Каменный уголь

Таким образом, происхождение, угольных залежей, в каком бы месте земного шара они ни находились, таково: сначала погружение гигантских лесов каменноугольной эпохи в земную кору, затем минерализация растений под действием времени, давления, тепла и углекислоты.

Следует обратить внимание на следующие выражения из этой же главы.

1. Итак, почва материков, ещё не очень прочная, покрылась обширными лесами. Углекислоты, столь нужной для развития растительного царства, в воздухе было очень много.

2. Деревья жадно усваивали углерод, постепенно извлекая его из атмосферы.

Объяснить происходившие явления, а также написать уравнение реакции фотосинтеза студенты могут после изучения темы «Углеводы».

1.3.2. Метан

Рудничный газ, иначе называемый болотным газом или метаном, бесцветен, почти лишён запаха, слабо светится при горении и абсолютно непригоден для дыхания. Шахтёры не могут жить в атмосфере этого вредного газа, как нельзя жить в газометре, наполненном светильным газом. Кроме того, как и светильный газ, являющийся окисью углерода, метан образует с воздухом взрывчатую смесь, как только его содержание в нём достигнет восьми или даже пяти процентов. Если по какой-либо причине эта смесь воспламенится, то происходит взрыв, почти всегда сопровождаемый страшными катастрофами.

<...> шахтёры, не пострадавшие непосредственно, рискуют задохнуться, когда штреки наполнятся газообразным продуктом взрыва - углекислотой.

Вопросы:

• Какая смесь метана с кислородом и воздухом наиболее взрывоопасна?

• Какое вещество, образовавшееся при сгорании метана, способно вызвать удушье?

• Написать уравнение горения метана:

СН₄ + 2O₂ → СO₂↑ + 2Н₂O

• Почему метан называется также болотным или рудничным газом, каков цвет его пламени.

Поскольку в отрывке упомянут светильный газ, можно выяснить, что общего наблюдается при сгорании его и метана. (Пламя синеватого цвета, выделение теплоты, образование углекислого газа, способного вызвать помутнение известковой или баритовой воды.)

Взрывы - реакции, протекающие с большой скоростью и выделением большого количества теплоты, которое тут же преобразуется в механическую энергию, способную производить разрушения.

Нелишним будет вспомнить:

• Как определяется скорость химической реакции?

• К какому типу по тепловому эффекту относятся реакции горения?

• Какой всеобщий закон природы, известный из школьного курса физики, упомянут в приведённой цитате? (Закон сохранения и превращения энергии: энергия химической реакции преобразуется в другой вид энергии - механическую.)

В романе можно найти описание уничтожения метана в каменноугольных шахтах.

В то время уничтожать вредный газ умели только путём сжигания его мелкими взрывами раньше, чем он, благодаря своей лёгкости, накопится в большом количестве в верхних частях штреков. Вот почему человек с маской на лице, закутанный с головой в рясу с капюшоном, передвигался ползком. Так он мог дышать свободно, потому что в нижнем слое воздух чист, а правой рукой водил у себя над головой горящим факелом. Если в воздухе было достаточно газа, чтобы образовать взрывчатую смесь, то взрыв получался неопасный, и, повторяя эту операцию, можно было предотвратить катастрофу.

Можно обсудить с обучающимися следующие вопросы:

• Почему человек передвигался ползком?

• Почему метан скапливался вверху?

• Во сколько раз метан легче воздуха и как это можно рассчитать?

  3. Круговорот воды в природе

- Но если вода в реках та же, которая падает из туч, образуемых из морской воды, то почему она пресная? - спросила Нелль.

• Потому что, испаряясь, вода теряет соль, - ответил Джемс Старр.

- Тучи образуются из испарений и изливают на землю эту пресную воду обратно в виде дождя.

Вопрос: О каком процессе, происходящем в природе, идёт речь в данном отрывке?

1.4. Вопросы химии в романе Жюль Верна «Таинственный остров» (1874)

Роман «Таинственный остров» заслуживает нашего особого внимания, поскольку вопросы химии в нём проскальзывают особенно часто. Жюль Верн в письме к своему издателю писал: «Я всецело отдался <...> «Таинственному острову». <...> Я провожу время с профессорами химии и на химических заводах. На моей одежде нередко остаются пятна, которые я отнесу на ваш счёт, потому что «Таинственный остров» будет романом о химии».

Действие романа начинается во время Гражданской войны в США 1861-1865 гг. Пленники из северных штатов, убегая на воздушном шаре от поддерживающих рабовладение южан, очутились на острове в океане, где они провели несколько лет. Инженер Сайрес Смит, хорошо знавший химию, использовал свои познания в практических целях.

1.4.1. Высокая теплоёмкость воды

• <...> Может быть, зима не щадит остров Линкольна. Но как бы то ни было, это всё же остров, и поэтому климат на нём должен быть более мягкий.

• А почему, мистер Сайрес? - спросил Герберт.

• Видишь ли, голубчик, море является как бы огромным хранилищем тепла, которое накапливается в нём в летнюю пору. Летом солнце нагревает его, а зимой море отдаёт в воздух сберемённое тепло, поэтому на побережьях морей и океанов средняя температура летом ниже, а зимой выше, чем в глубине материка.

Задание: Использую знания по физике и географии, подтвердите факт высокой теплоёмкости воды, вследствие чего она медленно нагревается, но и медленно остывает.

1.4.2. Свойства воды

Вода в реке Благодарения текла под ледяным панцирем, и при каждом приливе и отливе он с грохотом разбивался на куски.

Вопрос: Объясните, почему подо льдом находится жидкая вода, а не наоборот?

1.4.3. Получение гашеной извести

<...> Наб и Пенкрофф, по указанию Сайреса Смита, сделав из часто переплетённых веток носилки, притащили на них в несколько приёмов изрядную груду известняка, весьма распространённой горной породы, которой оказалось очень много на северном берегу озера. Из этих камней, рассыпавшихся при прокаливании их на огне, получилась жирная негашёная известь, которая сильно вздувалась и бурлила при гашении, - известь такая же чистая, как та, что получается при обжигании мрамора или мела. Смешивая полужидкий раствор гашёной извести с песком, который не давал ей затвердевать слишком быстро, наши колонисты получали превосходное цементирующее вещество.

Задание:

1. Запишите формулы веществ, названные в данном отрывке?

2. Выразите схемой описанный процесс.

(СаСO₃ → СаО → Са(ОН)₂)

3. Запишите уравнения реакций, которые соответствуют данной схеме.

Вопросы:

• Что, помимо известняка, имеет такую же формулу?

• Чем отличаются гашёная и негашёная известь?

• Почему гашёная известь может использоваться в качестве вяжущего материала и как замедляется его затвердевание?

1.4.4. Разложение нитратов

И в самом деле, высушенный чернобыльник [полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris), растение семейства сложноцветные] очень легко воспламеняется; он прекрасно заменил трут нашим колонистам, в особенности, когда инженер позднее стал пропитывать его раствором азотнокислой соли калия - на острове оказались целые залежи этого вещества, которое является не чем иным, как селитрой.

Упомянута реакция:

2KNO₃ = 2KNO₂ + O₂↑.

Выделяющийся кислород поддерживает горение.

Вопросы:

• Какие вещества называются селитрами?

• С какой целью здесь использовался нитрат калия?

1.4.5. Получение и применение серной кислоты

Для получения серной кислоты Сайресу Смиту оставалось произвести сухую перегонку: прокалить в закрытом сосуде кристаллы железного купороса для того, чтобы серная кислота выделилась в виде паров, а затем, конденсируясь, эти пары превратились бы в жидкую серную кислоту.

При этом происходили следующие превращения:

FeSO₄ • 7Н₂O = FeO + SO₃ + 7Н₂O

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

Вопросы:

• Какое исходное вещество бралось?

• Какова его формула и что значит кристаллогидрат?

• Какие реакции произошли?

• Как понять выражение «произвести сухую перегонку»?

Для чего же ему нужна была серная кислота в первую очередь? Да просто для получения азотной кислоты; получить её оказалось нетрудно: обработав серной кислотой селитру, он путём дистилляции добился выделения азотной кислоты.

Вопросы:

• Какая реакция произошла? Запишите УХР.

(Произошедшая реакция: 2KNO_3(tb.) + H₂SO_4(кон) =2HNO₃ + K₂SO₄)

• Какие вещества называются селитрами?

• Что значит дистилляция?

Охотники принесли шкуры в Гранитный дворец, обработали серной кислотой, выдубили, и они стали пригодны для употребления.

Дубление - это обработка кожного сырья для придания ему прочности, пластичности, износостойкости. Изделия из недублёных шкур быстро изнашиваются.

Примечание. При дублении используют как неорганические, так и органические дубильные вещества. Во многих случаях применяют комбинированные методы дубления, т. е. одновременно или последовательно вводят в процесс несколько различных по природе дубителей. Это позволяет сократить длительность дубления и рационально использовать дубящие свойства отдельных веществ.

К неорганическим дубильным веществам относятся соединения Cr, Al, Fe, Zr, Ti и др. Дубящее действие определяется способностью иона металла образовывать стабильные комплексы с функциональными группами коллагена (белка кожи). Наиболее широко применяют основные комплексные соли Сr(III).

К органическим дубильным веществам относятся так называемые таннины, которые выделяют из коры некоторых растений или так называемых чернильных орешков (галлов) образующихся на молодых ветвях и листьях некоторых видов дуба под влиянием развития в них личинок насекомых - орехотворок или тлей. Чернильные орешки - шарообразные или продолговатые наросты диаметром 1,5-2 см и более - содержат дубильных веществ до 70 % от сухой массы. По своей структуре дубильные вещества являются производными галловой кислоты:

В настоящее время для дубления также используют синтетические органические дубящие вещества, например, продукты на основе фенолоформальдегидных смол.

Вероятно, герои Жюль Верна использовали танинное дубление, однако оно даёт кожу не очень хорошего качества.

1.4.6. Получение кальцинированной соды

Добыть соду оказалось не так уж трудно. Море выбрасывает на берег много водорослей - кремнистые, ф-коиды [Fucus - род циклоспоровых водорослей], морской мох и другие. И вот колонисты собрали целые груды, водорослей, сначала их высушили, а потом сожгли в открытых ямах. Сгорание длилось несколько дней, и температура поднялась так высоко, что зола расплавилась; в результате пережигания получилась сплошная сероватая масса, давно известная под названием натуральной соды.

Вопрос: О получении какой соды - питьевой или кальцинированной -говорится в данном отрывке и почему?

(Очевидно, что о кальцинированной, поскольку питьевая сода при столь высокой температуре всё равно подверглась бы разложению:

t⁰

2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + СO₂↑ + Н₂O)

1.4.7. Получение стекла

В те дни Сайрес Смит попробовал изготовить стекло, - дело было новое, но он воспользовался старой гончарной печью. Возникло много затруднений, и после ряда бесплодных попыток ему всё же удалось устроить мастерскую для выделки стекла. <...>

В состав стекла входят песок, мел и сода. <...> На берегу было сколько угодно песка, из отложений известняка поселенцы добывали мел, из водорослей - соду, <...> а из земных недр - каменный уголь для нагревания печи до нужной температуры. <...>

Когда всё это расплавилось под действием высокой температуры в печи, вернее, превратилось в вязкое месиво,

Сайрес Смит набрал в трубку немного стекольной массы и стал её перемешивать на заранее приготовленной металлической пластине, придавая массе форму, удобную для дутья; затем он протянул трубку Герберту и предложил ему подуть в неё.

<...> Герберт набрал воздуха и, старательно вращая трубку, стал дуть в неё сильно, но осторожно, выдувая стеклянный пузырь. Добавили ещё стекольной массы, и немного погодя образовался пузырь диаметром в один фут [старинная английская и русская мера длины, равная 30,48 см]. Тогда Сайрес Смит взял трубку из рук юноши и стал её раскачивать, как маятник, - мягкий стеклянный пузырь вытянулся и принял форму конусообразного цилиндра.

Итак, удалось выдуть стеклянный цилиндр с двумя полусферическими поверхностями на концах, их без труда срезали острым ножом, смоченным в холодной воде; таким же способом разрезали цилиндр в длину, снова нагрели и, размягчив, положили на металлическую пластину, затем раскатали деревянной скалкой.

Так приготовлено было оконное стекло. Повторив пятьдесят раз тот же процесс, они получили пятьдесят стёкол. И вот в окна Гранитного дворца вставили стёкла, не очень прозрачные, но всё же хорошо пропускающие свет.

Задания:

• Воспроизвести описание этого процесса, используя формулы веществ и уравнения реакций.

• Выскажите свои предположения, почему полученное колонистами-островитянами стекло оказалось не очень прозрачным.

1.4.8. Соединения серы в природной воде

Колонисты замерли, с тревогой ожидая результатов разведки, как вдруг послышался голос Сайреса Смита, громко окликавшего их, и они стремглав бросились к нему. Все четверо мигом очутились возле инженера и прежде всего были поражены неприятным едким запахом, пропитавшим воздух.

По этому запаху Сайрес Смит сразу догадался, откуда идёт дым, сначала вызвавший у него тревогу, которая не лишена была оснований.

- Этот дым, или вернее, эти испарения - дело рук самой природы, - сказал он. - Нам просто-напросто встретился сернистый источник. Если у кого болит горло, - пожалуйста, тут прекрасно можно излечиться.

<...> Путники направились к тому месту, откуда поднимался дым. Они увидели довольно обильный сернистый источник, бежавший между скалами; воды его, поглощая кислород из воздуха, издавали едкий запах сернистой кислоты.

В природных водах может содержаться сероводород. В небольших количествах он оказывает лечебное действие (для лечения простуды, ревматизма, кожных заболеваний), но в больших количествах ядовит.

Сероводород на воздухе (как сказано у Жюля Верна, «поглощая кислород из воздуха») при небольшом нагревании - а вода вблизи вулкана была тёплой - окислялся:

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂↑ + 2Н₂O. «Едкий запах сернистой кислоты» - это, собственно, есть запах сернистого газа S0₂, поскольку сернистая кислота - вещество нестойкое и существует лишь в растворе.

Здоровье Герберта было предметом огорчений и забот колонистов. Прошло несколько дней, и, к счастью, состояние бедного юноши не ухудшилось. <...> Беспрерывно сменяемые холодные компрессы не дали ранам воспалиться. Журналист считал даже, что эта вода, содержащая небольшое количество серы вследствие близости вулкана, оказала на рану заживляющее действие.

Вероятно, в воде был растворён сероводород, и речь идёт о сере как об элементе в составе соединения, а не простом веществе. Но можно допустить и то, что в ней во взвешенном состоянии имелись и мелкие частицы S - близость вулкана этого не исключает.

1.4.9. Водород как топливо будущего

• Какое сырьё заменит уголь?

• Вода, - ответил инженер.

• Вода? - переспросил Пенкрофф. - Вода будет гореть в топках паровозов, локомотивов, вода будет нагревать воду?

Да, но вода, разложенная на составные части, - пояснил Сайрес Смит. - Без сомнения, это будет делаться при помощи электричества, которое в руках человека станет могучей силой, ибо все великие открытия - таков непостижимый закон - следуют друг за другом и как бы дополняют друг друга. Да, я уверен, что наступит день, и вода заменит топливо; водород и кислород, из которых она состоит, будут применяться и раздельно; они окажутся неисчерпаемым и таким мощным источником тепла и света, что углю до них далеко! Наступит день, друзья мои, и в трюмы пароходов, в тендеры паровозов станут грузить не уголь, а баллоны с двумя этими сжатыми газами, и они будут сгорать с огромной тепловой отдачей. <...> Словом, я уверен, когда каменноугольные залежи иссякнут, человек превратит в топливо воду, люди будут обогреваться водой. Вода - это уголь грядущих веков.

Задание: Объяснить описанное с точки зрения химии и записать УХР.

(Вода под действием электрического тока разлагается на простые вещества Н₂ и O₂, а при их сгорании снова образуется вода и выделяется огромное количество теплоты)

1.4.10. Металлы в природе и их выделение из руд

В земной коре металлы обычно не встречаются в чистом виде. В большинстве случаев находят их химические соединения с кислородом или с серой. Как раз два образца, которые принёс в Трущобы Сайрес Смит, и были такими соединениями: первый - магнитный железняк без примеси углерода, а второй - пирит, то есть железный колчедан. Легче было обработать первую руду, представлявшую собой окисел железа, - прокаливать её вместе с углём, чтобы удалить из неё кислород и получить чистое железо. Для удаления кислорода руду и уголь доводят до высокой температуры - либо весьма простым «каталонским» способом, который требует только одного процесса для получения железа, либо прибегая к доменным печам, в которых из руды выплавляется чугун, а затем, удаляя из чугуна два-три процента углерода, входившего в него, получают железо.

Что нужно было Сайресу Смиту? Получить чугун и притом самым скорым способом; кстати сказать, руда, которую он обнаружил, казалось чистой и богатой железом, это был окисел железа, - руда, которая встречается рыхлыми залежами тёмно-серого цвета, даёт черноватую пыль, кристаллизуется из растворов [обучающимся было бы понятнее сказать «расплавов»] правильными восьмигранниками и образует иногда природные магниты.

Вопросы:

• Что такое руда?

• Каковы формулы названных руд?

• В чём сущность описанного способа восстановления железа из магнитного железняка?

Уголь наши металлурги [имеются в виду очутившиеся на острове герои романа] добыли без труда близ своего лагеря - из месторождения, лежавшего на поверхности земли. Руду раскололи на мелкие куски и вручную очистили от комьев земли и от песка. Затем перемежающимися слоями насыпали большую груду угля и руды, как складывают дрова угольщики, когда пережигают их на уголь. Под действием воздуха, нагнетаемого мехами, уголь в этой груде превращался в двуокись, а затем в окись углерода, которая, воздействуя на окись железа, отнимала от неё кислород.

Задание: Записать уравнения химических реакций, описанных в данном отрывке.

(С + O₂ = СO₂↑; СO₂ + С = 2СО↑; FeO + CO = Fe + CO₂)

Однако гораздо больше пользы, чем чистое железо, могла принести сталь. Сталь же представляет собою соединение железа и углерода, которое получают двояким способом: либо из чугуна, отнимая у него избыток углерода, либо из железа, прибавляя к нему отсутствующий углерод. В первом случае путём обезуглероживания чугуна получают натуральную или пудлинговую сталь, а путём добавления к чистому железу углерода - томлёную сталь.

Как раз такую сталь Сайресу Смиту и хотелось выплавить, ибо у него уже имелось чистое железо. И он добился этого, переплавив железо с толчёным углём в тигле из огнеупорной глины.

Вопросы:

• Чем отличаются чугун и сталь по составу?

• Объясните значение следующего высказывания: «…гораздо больше пользы, чем чистое железо, могла принести сталь»? (Чистое железо мягкое.)

1.4.11. Плотность металлов

Железная дробь была легче свинцовой, поэтому пришлось делать её крупнее; правда, в заряде таких дробинок было меньше, но ловкость охотников возмещала этот недостаток.

Для сведения: плотность железа 7,87 г/см³, свинца - 8,96 г/см³.

Вопрос: По какой формуле находится плотность (p = m/V).

1.4.12. Переработка жира

Охота принесла Сайресу Смиту около трёхсот килограммов тюленьего жира, и инженер решил употребить его на выделку свечей.

Способ производства он применил самый простой, и если бы не получил свечей высшего сорта, то всё же они были вполне пригодны для освещения. Будь у Сайреса Смита одна только серная кислота, и то он мог бы, обработав ею какое-либо вещество, вроде тюленьего жира, выделить из этой смеси глицерин, а затем, залив полученное соединение [всё же лучше было бы повториться, но сказать вместо «соединение» слово «смесь»] крутым кипятком, он без труда высвободил бы из него олеин, пальмитин и стеарин.

С другой стороны, этому методу присущи и известные достоинства. Олеиновая кислота превращается в оксистеариновую (присоединяется молекула воды), которая при перегонке дает твёрдую изоолеиновую (элаидиновую) кислоту. Тем самым выход кислот с твёрдой консистенцией увеличивается, что важно в том случае, если полученную смесь жирных кислот (так называемый стеарин) предполагают использовать для изготовления стеариновых свечей. Кстати, Жюль Верн назвал компоненты этой смеси «олеин, пальмитин и стеарин», однако термины «олеин» и «пальмитин» в настоящее время используются как синонимы «триолеина» и «трипальмитина», т. е. для обозначения соответствующих эфиров, образованных этими кислотами и глицерином.

1.4.13. Получение мыла

Инженер собирался сварить мыло, как только найдутся необходимые для этого составные части - сода или поташ, сало или какое-нибудь растительное масло.

И дальше:

Наб и Пенкрофф срезали весь жир с туши дюгоня [Dugong dugon - водное млекопитающее семейства сирен, длина тела до 3 м, масса до 170 кг; имеет двулопастный хвостовой плавник] и сложили его в большие глиняные корчаги. Из этого жира нужно было выделить одну из составных его частей - глицерин. Для этого достаточно было обработать его содой или известью. И в том и в другом случае получилось бы мыло и необходимый Сайресу Смиту глицерин. Как мы знаем, извести у колонистов имелось достаточно, но обработка жира известью даёт нерастворимое и, следовательно, бесполезное мыло, тогда как при обработке содой получилось бы растворимое мыло, которое могло пригодиться колонистам в их домашнем быту. Как человек практический, Сайрес Смит решил обработать жир содой.

Вопрос: Какой процесс описан в данном отрывке? (Щелочной гидролиз жира).

В данном отрывке описан этот процесс в присутствии соды, которая при собственном гидролизе образует некоторое количество гидроксида натрия. Из жира можно было бы получить глицерин и с помощью гашеной извести, которую как отмечалось прежде, герои романа также производили из природного известняка. Но в этом случае выделялись бы кальциевые соли высших карбоновых кислот, не обладающие моющим действием.

1.4.14. Получение и применение нитроглицерина

Добыв азотную кислоту [способ её получения героями романа см. выше], Сайрес Смит подлил к ней глицерина, предварительно сгустив его путём выпаривания на водяной бане, и получил (даже без добавления охлаждающей смеси) несколько пинт желтоватой маслянистой жидкости.

Составление смеси Сайрес Смит произвёл один и поодаль от Трущоб, так как это соединение являлось опасным и могло привести к взрыву; а когда он принёс своим товарищам сосуд с полученной жидкостью, то коротко сказал:

- Вот нитроглицерин!

Действительно, он добыл это ужасное взрывчатое вещество, пожалуй, в десять раз превосходящее по силе действия порох и уже вызвавшее столько несчастных случаев. Правда, применение нитроглицерина стало более безопасным с тех пор, как химики нашли способ превращать его в динамит, смешивая с такими веществами, как сахар или глина, которые могут впитывать в себя эту опасную жидкость. Но в то время, когда колонисты очутились на острове Линкольна, динамит ещё не был известен.

...> Осталось решить вопрос, как воспламенить взрывчатую смесь. Обычно для нитроглицерина это делается при помощи запальных патронов из гремучей ртути [фульминат ртути Hg(ONC)₂, температура воспламенения 1 70 °С]. Для того чтобы произошёл взрыв, нужен толчок, а если просто зажечь нитроглицерин, он будет спокойно гореть и не взорвётся.

<...> Действительно, стоило налить несколько капель нитроглицерина на камень и ударить по камню в этом месте молотком, как произошёл бы взрыв. Однако тот, кто произвёл бы такой опыт, оказался бы его жертвой. И вот Сайрес Смит придумал способ избегнуть опасности. Он решил установить над ямой с нитроглицерином козлы и подвесить к ним железный брусок весом в несколько фунтов, прикрепив его верёвкой, сплетённой из лиан. От середины этой верёвки отходила другая, пропитанная серой, верёвка, которую он протянул по земле; свободный её конец находился в нескольких футах от ямы. Стоило поджечь эту верёвку - и огонь побежал бы по ней, достиг бы первой верёвки, поддерживавшей железный брусок, она перегорела бы, и тяжёлая кувалда с силой ударила бы по нитроглицерину.

Вопросы:

• Как получается нитроглицерин? Записать УХР.

• Как нитроглицерин можно превратить в динамит?

• Во всех ли случаях нитроглицерин горит со взрывом?

• Как устроили герои романа детонационное устройство для его взрыва?

1.4.15. Выделение сахарозы из растений

<...> хотя на острове не было ни сахарного тростника, ни сахарной свёклы, они даже выделывали сахар, собирая для этого сладкий сок сахарного клёна (Acer saccharinum) - одного из представителей семейства кленовых, произрастающих во всех странах умеренного климата <...>.

Для кристаллизации сахара прежде всего очистили кленовый сок, прибегнув к очень простому приёму. Сок поставили на огонь в больших глиняных мисках, подвергли его выпариванию, и вскоре на поверхность сиропа всплыла пена; её сняли, а лишь только сироп начал густеть, Наб принялся осторожно помешивать его деревянной лопаточкой, чтобы он скорее выпаривался и не подгорал.

Несколько часов подряд жидкость кипела на жарком огне, который шёл на пользу и процессу сахароварения и согревал сахароваров, и в мисках получился очень густой сироп. Его слили в глиняные сосуды, заранее слепленные и обожжённые в духовке кухонной плиты. На следующий день остывший сироп затвердел, приняв форму сахарных голов и брусков. Колонисты сварили самый настоящий сахар, правда, желтоватого цвета, но почти прозрачный и превосходного вкуса.

Задание: Подготовить сообщение о приготовлении сахара из кленового сока, используя данный отрывок. Подумать, почему сахар получился желтоватого цвета. (Желтоватость сахара была связана с присутствием в кленовом соке других веществ, помимо воды и сахарозы).

1.4.16. Источники целлюлозы и получение тринитроцеллюлозы (пироксилина)

<...> Сайрес Смит предпочёл изготовлять пироксилин, то есть взрывчатое вещество, обычно получаемое из хлопчатой бумаги. Однако можно обойтись и без хлопка, так как он применяется только ради содержащейся в нём клетчатки. А клетчатка - иными словами, первичная ткань растений - имеется почти в чистом виде не только в хлопке, но и в волокнах льна и конопли, в бумаге, старых тряпках, в сердцевине бузины и т. д. <...>

Следовательно, надо было запастись сердцевиной бузины, то есть клетчаткой; другое вещество, необходимое для изготовления пироксилина - дымящаяся азотная кислота. У Сайреса Смита была серная кислота, и ему нетрудно было добыть азотную кислоту, обработав серной кислотой селитру, которую природа предоставила в его распоряжение.

Итак, он решил изготовлять и употреблять пироксилин, хоть и признавал довольно крупные его недостатки, а именно: неравномерность действия, быстрая воспламеняемость (при ста семидесяти градусах вместо двухсот сорока) и, наконец, мгновенная вспышка, которая может попортить огнестрельное оружие. Зато преимущества пироксилина в том, что он не боится сырости, не загрязняет ствола ружья и обладает в четыре раза большей взрывной силой, чем порох.

Чтобы получить пироксилин, достаточно погрузить на четверть часа клетчатку в дымящуюся азотную кислоту, затем промыть её в воде и просушить. Как видит читатель, нет ничего проще.

В распоряжении Сайреса Смита была только обыкновенная азотная

кислота, а не дымящаяся или крепкая, то есть такая, которая на влажном воздухе выделяет беловатые пары; но, заменив дымящуюся азотную кислоту обыкновенной азотной кислотой, смешанной в пропорции трёх к пяти с концентрированной серной кислотой, инженер должен был добиться тех же результатов и действительно добился. Итак, у островитян скоро появилось превосходное взрывчатое вещество, которое при умелом употреблении отлично им служило.

Вопросы:

• Из каких источников можно выделять целлюлозу?

• Как из целлюлозы получается пироксилин (тринитроцеллюлоза)?

• В чём достоинства и недостатки пироксилина по сравнению с порохом?

• Какое значение в реакции получения пироксилина имела концентрированная серная кислота?

Некоторых может смутить то, что крепкая азотная кислота «на влажном воздухе выделяет беловатые пары», помня про выделение бурого газа - так называемого лисьего хвоста - N0₂. Но последний образуется не при испарении азотной кислоты, а вследствие её разложения:

1.4.17. Белки как питательные вещества

• Но, думается мне, устрицы не очень сытная пища, - сказал Герберт.

• Не очень, - подтвердил Сайрес Смит. - В устрице очень мало белковых веществ, и, если питаться одними устрицами, их надо съедать дюжин по пятнадцати-шестнадцати в день.

Тело моллюсков более чем на 90 % состоит из воды. Белки пищи необходимы для построения тел гетеротрофных организмов. Поскольку в устрицах (а также гребешках, мидиях, виноградных улитках, которые человек употребляет в пищу) белков мало, они могут использоваться как деликатесы, но для полноценного питания их мало.

1.4.18. Энергия активации химических реакций

Час спустя кипящая лава разлилась по всему кораблю, обратив в облака пара протекавший по нему ручеёк, подожгла жилой дом, и он вспыхнул, как солома, охватила огнём ограду, пожрав её всю, до последнего столба. От корабля ничего не осталось!

В этом отрывке описывается извержение вулкана на острове, где очутились герои Жюля Верна.

Вопрос: Какую роль сыграла кипящая лава для начала химической реакции? (Кипящая лава сообщила древесине дополнительную энергию (энергию активации), вследствие чего она загорелась).

1.4.19. Зависимость объёма и давления газа от температуры

Ближайшие к опушке деревья загорелись, и оттого что соки их мгновенно обращались в пар, стволы их разрывались с треском, как хлопушки; деревья менее сырые стояли нетронутыми.

Следует уточнить различие понятий «газ» и «пар»: в парах степень взаимодействия между молекулами больше.

Приведённый пример может быть использован при изучении объединённого газового закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака.

1.4.20. Химические источники электрического тока

Итак, после зрелых размышлений Сайрес Смит решил сделать самую простую батарею, наподобие той, которую в 1820 году изобрёл Беккерелъ, ибо для этой батареи нужен один лишь цинк. Других же веществ - азотной кислоты и поташа - у инженера было сколько угодно.

<...> Инженер изготовил несколько стеклянных банок и наполнил их азотной кислотой. Затем закупорил каждую банку пробкой, прорезал посредине отверстие и вставил в него стеклянную трубку, нижний конец которой заткнул глиняной втулкой и обмотал лоскутком ткани. Опустив в кислоту трубку этим концом, он влил в её отверстие раствор поташа, добытого из золы некоторых растений; таким образом, пройдя сквозь глиняную втулку, поташ вступал в реакцию с азотной кислотой.

Затем Сайрес Смит взял две цинковые пластинки, погрузил одну в азотную кислоту, а другую в раствор поташа. И тотчас же возник электрический ток; он побежал по проволоке от отрицательного полюса - от пластинки, погружённой в азотную кислоту, к положительному полюсу - к пластинке, погружённой в раствор поташа. Итак, теперь надо было соединить все эти банки, чтобы получить целую батарею, ток которой привёл бы в действие электрический телеграф.

Задание: нарисовать схему устройства, описанного в данном отрывке и объяснить происходящие в нём явления.

(При взаимодействии с азотной кислотой цинк окисляется: Zn⁰-2e = Zn²⁺.

Ионы Zn²⁺, окружённые диполями воды, переходят в раствор, пластинка заряжается отрицательно вследствие избытка на ней электронов. По проволоке они переходят на другую цинковую пластинку. Ионы К⁺, содержащиеся в растворе, притягиваются ко второй пластине, заряжая ближайший слой раствора положительно.)

1.5. Вопросы химии в романе Артура Конан Дойля «Собака Баскервилей» (1902)

Странная смерть сэра Чарльза Баскервиля, владельца большого состояния, пугает его соседей и друзей, ведь всем известно, что по семейному преданию его род преследует страшное проклятие - из глубин болот появляется демон в образе ужасной собаки, чтобы отомстить Баскервилям за древнее преступление беспутного предка. Возле его тела обнаружены нечеловеческие следы. Неужели проклятие нашло ещё одну жертву?

Знаменитый сыщик Шерлок Холмс и его неизменный спутник доктор Ватсон должны ответить на этот вопрос. Вот только в силах ли они справиться со сверхъестественными силами, или же под их маской скрывается злая и беспощадная человеческая воля?

1.5.1. Аллотропные видоизменения фосфора

«Да! Это была собака, огромная, чёрная как смоль… Из её отверстой пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку переливался мерцающий огонь. Ни в чьём воспалённом мозгу не могло бы возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана.

…Его огромная пасть всё еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте.

-Фосфор,- сказал я»

Вопросы:

• Какими свойствами обладает фосфор?

• О каком аллотропном видоизменении фосфора идёт речь в данном отрывке?

• Какую ошибку допустил автор в объяснении явления, описанного в данном отрывке романа?

(Аллотропное видоизменение фосфора - белый фосфор - действительно светится в темноте, что объясняется окислением его паров Р₄ кислородом воздуха. Мелкодисперсный фосфор (например, выделенный из его раствора в сероуглероде после испарения последнего) самовоспламеняется. Загорается он и при трении. Белый фосфор ядовит: 0,1 г вещества - смертельная доза. Из свойств белого фосфора следует, что если бы и удалось каким-то образом «расписать» собаку не только снаружи, но и её пасть, то она немедленно бы погибла от отравления, а её труп превратился бы в пылающий костёр.)

1.6. Вопросы химии в романе Луи Буссенара «Похитители бриллиантов» (1883)

Трое молодых французов, Альбер де Вильрож, Александр Шони и Жозеф, отправляются на поиски легендарного клада - алмазов кафрских королей. По пути их подстерегает множество опасностей - дикая природа Африки - это не парк для утренних прогулок. Но хищники, ядовитые твари и могучие звери не самая большая опасность на их сложном пути. Человек - вот самый опасный хищник. Шайка грабителей, орудующая на алмазных приисках Капской колонии, тоже узнала об алмазном кладе и включилась в погоню за сокровищами.

1.6.1. Генетическая связь между основными классами неорганических соединений

При опросе по теме: «Генетическая связь между основными классами неорганических соединений» можно использовать отрывок из романа Л. Буссенара «Похитители бриллиантов»

«Пожар пылал несколько часов подряд. Пещера превратилась в настоящую печь по обжигу извести. Неслыханной силы пламя обожгло весь известковый пласт, который представляет собой углекислую соль кальция. Под действием огня известняк разложился, угольная кислота выделилась, и получилось именно, то, что называется негашеной известью. Оставалось только, чтобы на нее попало известное количество воды.

Так и случилось. Ливень, который последовал за грозой, залил всю эту огромную массу негашеной извести, она разбухла, стала с непреодолимой силой распирать сжимавший её уголь и выталкивать его по направлению к пропасти… Скалы, деревья, клад, мумии - все исчезло в мгновение ока вместе с презренными негодяями».

Задания:

• Запишите уравнения всех химических реакций о которых идёт речь в данном отрывке.

• Решите задачу: Определить массу негашеной извести, образующейся при разложении известняка массой 300г., в котором массовая доля некарбонатной примеси составляет 20%.

1.7. Вопросы химии в романе Александра Богданова «Красная звезда» (1908)

При изучении темы: «Решение задач по уравнению химических реакций» можно использовать для мотивации обучающихся отрывок из научно-фантастического романа Александра Богданова «Красная звезда», в котором приведено описание космического корабля.

«Это была «кислородная комната». В ней хранились запасы кислорода в виде 25 тонн бертолетовой соли, из которой можно было выделить по мере надобности 10 тысяч кубических метров кислорода».

Задание: По уравнению реакции разложения бертолетовой соли (хлората калия) 2KClO₃= 2KCl + 3O₂ проверьте вычислением правильность утверждения автора.

(Из 245 т KClO₃ можно получить 67200 м³ кислорода? А из 25 т - х м³. Составив пропорцию и решив её, получаем ответ: из 25 т бертолетовой соли можно получить около 6,86 тыс. м³ кислорода, что на 31,4% меньше объёма, указанного в отрывке романа.)

ГЛАВА 2. ХИМИЯ В ПОЭЗИИ

Химизация поэзии началась с освоения химического языка, в который входили названия химических элементов, веществ и явлений.

В поэзии авторы используют химические термины для усиления образности повествования.

Фрагменты литературных произведений могут быть увлекательным началом или формой введения в тему, источником новых знаний.

2.1. Физические и химические явления

Читая поэтические произведения, часто можно встретить описание различных природных явлений. Данный материал может быть использован при изучении и закреплении темы: «Физические и химические явления».

Ф.И. Тютчев «Весенняя гроза»

Люблю грозу в начале мая,

Когда весенний, первый гром,

Как бы резвяся и играя.

Грохочет в небе голубом. (Физическое явление)

Ф.И. Тютчев «Весенние воды»

Ещё в полях белеет снег,

А воды уж весной шумят. (Физическое явление)

А.С. Пушкин отрывок из романа «Евгений Онегин»

Уж небо осенью дышало,

Уж реже солнышко блистало.

Короче становился день,

Лесов таинственная сень

С печальным шумом обнажалась,

Ложился на поля туман,

Гусей крикливых караван

Тянулся к югу: приближалась

Довольно скучная пора;

Стоял ноябрь уж у двора. (Физическое явление)

А.С. Пушкин отрывок из романа «Евгений Онегин»

Шалун уж заморозил пальчик:

Ему и больно, и смешно,

А мать грозит ему в окно. (Физическое явление)

А.С. Пушкин «Сказка о царе Султане»

Туча по небу идёт,

Бочка по морю плывёт. (Физическое явление)

А.С. Пушкин «К морю»

Прощай, свободная стихия!

В последний раз передо мной

Ты катишь волны голубые

И блещешь гордою красой. (Физическое явление)

С.А. Есенин «Вот уже вечер. Роса»

Вот уже вечер. Роса блестит на крапиве.

Я стою у дороги, прислонившись к иве.

От луны свет большой прямо на нашу крышу.

Где-то песнь соловья вдалеке я слышу. (Физическое явление)

Я.П. Полонский «Песни цыганки»

Мой костёр в тумане светит:

Искры гаснут на лету… (Химическое явление)

Вопросы:

• О каких явлениях, физических или химических, идёт речь в литературных произведениях?

• Каковы признаки химических явлений (реакций)?

2.2. Коррозия металлов

При изучении темы «Коррозия металлов» можно использовать стихотворение Анна Ахматовой из сборника «Вечер» (1909), в котором она интересно отображает всем известное явление коррозии металлов.

…На рукомойнике моем

Позеленела медь.

Но так играет луч на нем,

Что весело глядеть…

Вопросы:

• О каком явление идёт речь в стихотворении А. Ахматовой?

• Что такое коррозия?

• Коррозия - это физическое или химическое явление?

• Какая неточность допущена автором в стихотворении? (Медь сама по себе не может зеленеть, такой цвет дают соединения меди, в данном случаи образуется малахит, который и придаёт зелёный цвет.)

Задание: Запишите уравнение реакции образования малахита

(Медь взаимодействует сначала с кислородом, а затем с углекислым газом и водой, превращаясь в основной карбонат меди -малахит.)

Уравнение образования малахита:

2Cu+ O₂= 2CuO

2CuO + CO₂ + H₂O = (CuOH)₂CO₃

В стихотворении Анны Ахматовой «Кого когда-то называли люди…» (1945) точно подмечена разница в динамике разрушения стали и мрамора, но автором допущена ошибка, которую можно предложить обучающимся найти.

…Ржавеет золото и истлевает сталь,

Крошится мрамор. К смерти всё готово.

Всего прочнее на земле печаль

И долговечней - царственное слово…

(Золото - благородный металл - не ржавеет, не подвергается коррозии).

Коррозия металлов описана и в стихотворении «Равенна» Александра Блока (1909)

…От медленных лобзаний влаги

Нежнеет грубый свод гробниц,

Где зеленеют саркофаги

Святых монахов и девиц.

2.3. Соединения серы

При изучении темы: «Сера и её соединения» можно обратиться к стихотворению А.С. Пушкина «И дале мы пошли - и страх обнял меня...» (1832).

…Тогда услышал я (о диво!) запах скверный

Как будто тухлое разбилось яйцо

Иль карантинный страж курил жаровней серной.

Я, нос себе, сжав, отворотил лицо. (А.С. Пушкин)

Вопросы:

• О каких соединениях серы написано в стихотворении А.С. Пушкина?

• Какими физическими свойствами обладают эти соединения?

При изучении темы «Соединения серы», можно использовать и стихотворение Ю. Кузнецова «Тайна Черного моря».

… Трясся Крым двадцать восьмого года,

И восстало море на дыбы.

Испуская к ужасу народа,

Огненные серные столбы.

Все прошло. Опять гуляет пена,

Но с тех пор все выше и плотней

Сумрачная серная геенна

Подступает к днищам кораблей.

Вопросы:

• О чем говорится в стихотворении?

• Какое явление описывается?

Сероводород постоянно образуется на дне черного моря при взаимодействии растворенных в морской воде сульфатов с органическими веществами. Этот процесс связан с жизнедеятельностью сульфатвосстанавливающих микроорганизмов. До верхних слоев воды сероводород не доходит, так как на глубине 150 м он встречается с проникающим сверху кислородом. На этой же глубине обитают серобактерии, которые способствуют окислению сероводорода до серы:

2Н₂S + O₂ = 2H₂O + 2S

Заключение

Мир художественной литературы открывает широкие возможности познания природы во всем ее многообразии и приобщает их к общекультурным ценностям. Литература не только эмоционально воздействует на людей, но и помогает им реализовать связь науки с практикой, с повседневной жизнью. Научные термины из специальной литературы перекочевывают в общелитературный язык.

Как прав был В. Г. Белинский, отметив, что «язык идет вместе с жизнью народа».

Союз химии и литературы поражает своей изобретательностью и значимостью. Монументальность химии, её логика, сложность, формулы, законы и понятия так гармонично сочетаются с изящной, напевной, лиричной поэзией и фантастической прозой!

Список литературы

1. Н.В. Ширшина, Химия для гуманитариев. - Волгоград: Учитель, 2004. - 136 с.

2. О.С.Габриелян, Г.А.Шипарёва, Химия, методическое пособие. - М.: Дрофа, 2010. - 203 с.

3. Л.А. Савина, Я познаю мир: Детская энциклопедия. Химия. - М.: ООО «Издательство АСТ - ЛТД», 1997. - 448 с.

4. Ж. Верн, Полное собрание сочинений. - М.: Ладомир, 1994

5. А. Конан Дойл, Собака Баскервилей. - М.: АСТ, 1998.

6. Луи Буссенар, Похитители бриллиантов. - М: Альфа-книга, 2012. - 512 с.

7. А. Богданов, Красная звезда. - М.: Правда, 1998

8. Стихи А. Ахматовой, А. Блока, С.А. Есенина, А.С. Пушкина, Ф. Тютчева, Я.П. Полонского, Ю. Кузнецова

9. Интернет ресурс "him 1sentember.ru\ slide\ 289742.

10. nsportal.ru/shkola/khimiya/library/2012/11/06/metodicheskaya-razrabotka-uroka-po-khimii-okislitelno

11. nsportal.ru/shkola/khimiya/library/2012/10/10/ispolzovanie-literaturnykh-proizvedeniy-pri-sostavlenii-zadaniy-po

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.......................................................................................................................3

ГЛАВА 1. ХИМИЯ В ПРОЗЕ

1.1 Вопросы химии в романе Жюль Верна «Двадцать тысяч лье под водой» ........4

1.1.1. Атом и молекула......................................................................................5

1.1.2. Изменение вкуса - один из признаков химических реакций..............5

1.1.3. Очистка воды перегонкой……………………………………………...6

1.1.4. Содержание солей в морской воде и их значение……………………6

1.1.5. Карбонат кальция в живой природе……………………………………6

1.1.6. Получение натрия с помощью угля……………………………………7

1.1.7. Муравьиная кислота в природе………………………………………...7

1.1.8. Белки в природе…………………………………………………………8

1.2. Вопросы химии в романе Жюль Верна «Пятнадцатилетний капитан» ...........8

1.2.1. Соединения железа в природе.................................................................9

1.2.2. Образование патины при коррозии меди...............................................9

1.2.3. Горение этанола.....................................................................................10

1.3 Вопросы химии в романе Жюль Верна «Черная Индия» ................................10

1.3.1. Природные источники углеводородов. Каменный уголь…………...10

1.3.2. Метан......................................................................................................11

1.3.3. Круговорот воды в природе...................................................................12

1.4. Вопросы химии в романе Жюль Верна «Таинственный остров» ...................13

1.4.1. Высокая теплоёмкость воды.................................................................13

1.4.2 Свойства льда..........................................................................................14

1.4.3. Получение гашеной извети...................................................................14

1.4.4.Разложение нитратов..............................................................................15

1.4.5. Получение и применение серной кислоты...........................................15

1.4.6. Получение кальцинированной соды.....................................................17

1.4.7. Получение стекла...................................................................................17

1.4.8. Соединения серы в природной воде.....................................................18

1.4.9. Водород как топливо будущего............................................................20

1.4.10 Металлы в природе и их выделение из руд.........................................20

1.4.11. Плотность металлов.............................................................................22

1.4.12. Переработка жира................................................................................22

1.4.13 Получение мыла....................................................................................23

1.4.14. Получение и применение нитроглицерина........................................24

1.4.15. Выделение сахарозы из растений.......................................................25

1.4.16. Источники целлюлозы и получение тринитроцеллюлозы...............26

1.4.17. Белки как питательные вещества........................................................27

1.4.18. Энергия активации химических реакций...........................................27

1.4.19. Зависимость объёма и давления газа от температуры.......................28

1.4.20. Химические источники электрического тока...................................28

1.5. Вопросы химии в романе Артура Конан Дойля «Собака Баскервилей» ……29

1.5.1. Аллотропные видоизменения фосфора................................................30

1.6. Вопросы химии в романе Луи Буссенара «Похитители бриллиантов» .........31

1.6.1. Генетическая связь между основными классами неорганических соединений.................................................................................................................31

1.7. Вопросы химии в романе Александра Богданова «Красная звезда» ..............32

ГЛАВА 2. ХИМИЯ В ПОЭЗИИ

2.1. Физические и химические явления..........................................................33

2.2. Коррозия металлов....................................................................................34

2.3 Соединение серы........................................................................................36

Заключение.................................................................................................................37

Список литературы....................................................................................................38

Оглавление………………………………………………………………………….39

42