Keywords: modular technology of training, nanoscience, anochemistry, nanomaterials, Modern chemical
technology, nanotechnology.
ӘОЖ: 37557/077/:371.8
БИОЛОГИЯ ПӘНІ БОЙЫНША СЫНЫПТАН ТЫС ЖҰМЫСТАР
АРҚЫЛЫ ОҚУШЫЛАРДЫҢ ІС-ӘРЕКЕТТЕГІ ЗЕРТТЕУІН ҚАЛЫПТАСТЫРУ
Бакирова К.Ш. – Абай атындағы ҚазҰПУ п.ғ.д., профессор,
Бөлекбаева Ф.М. – биология 1 курс магистрі,
Абай атындағы Қазақ ұлттық педагогикалық университет, Қазақстан, Алматы.
f_a_r_i-93@mail.ru,bakirova59@mail.ru
Аңдатпа. Ұсынылып отырған мақалада биология пәні бойынша сыныптан тыс жұмыстар арқылы оқушылардың
іс-әрекетттегі зерттеуін қалыптастыру туралы айтылады. Сондай-ақ, мұғалімнің жетекшілігімен өткізілетін
оқушылардың өзіндік, айрықша зерттеушілік іс-әрекеттері;қоршаған тірі табиғатты және әртүрлі ауылшаруашылық,
орман шаруашылығы, медицина салаларын оқып үйрену, тұрғындар арасында табиғатты қорғау туралы білімдерді
насихаттау, көрнекі құралдарды дайындау болып табылады. Мақсатты түрде сыныптан тыс жұмыстарды
ұйымдастыру үшін: оқушылардың биологиялық қызығушылықтарын айқындау және оларды дамыту керек; олардың
қызығушылықтарына сәйкес жеке тапсырма ұсыну керек; тапсырма мазмұндарын біртіндеп кеңейту және
күрделендіріп отыру қажет. Біз мақалада, биологиядан сыныптан тыс жұмыстардың формаларына жеке-жеке
тоқталып кетуді жөн көрдік. Жеке сыныптан тыс жұмыстардың түрлері: өсімдіктер мен жануарлар бойынша
бақылау және тәжірибе жүргізу. Жасанды ұя дайындау және олардың келуін бақылау. Өзіндік бақылау. Көрнекі
құралдар дайындау. Ғылыми-көпшілік әдебиеттерді оқу және баяндама, реферат дайындау. Биологиядан топтық
эпизодтық сабақтар: Мектепте өтетін жаппай іс-шараға дайындық кезінде ұйымдастырылады (Биология апталығы,
«Құстар күні», Денсаулық апталығы және т.б.); Мұғалім биологияға қызығушылық танытатын оқушылардан
топ құрып, оларға қажетті материалдар табуды, баяндама және мерекеге арнап көркем нөмірлер дайындауды
тапсырады. Топтық эпизодтық жұмыстар: туған өлкесінің табиғатын оқып-зерттеу; Мектеп жанындағы ағаш
ВЕСТНИК КазНПУ им. Абая серия «Естественно-географические науки» №2(44), 2015 г.
104
және бұталы өсімдіктерді тізімге алу (инвентаризациялау); жақын жердегі су қоймаларындағы құстардың
түрлік құрамын анықтау; қандай да бір жануар түрлерінің күндік белсенділігін оқып-үйрену үшін
ұйымдастырылады.
Тірек сөздер: оқушылардың іс-әрекеті, сыныптан тыс жұмыстар, топтық жұмыстар, эпизодттық жұмыстар, жас
натуралистер үйірмесі.
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі мен Қазақстан Республикасының
Қоршаған ортаны қорғау министрлігі 2002 жылы бірлесіп дайындаған Экологиялық білім беру
тұжырымдамасында «Экологиялық ахуалдың жалпа нашарлауының негізгі себептерінің бірі- халықтың,
соның ішінде басқа құрылымдары мамандарының табиғатты пайдалануға байланысты шаруашылықтың
әр саласындағы қызметкерлердің экологиялық білімінің жеткіліксіз немесе тым төмен болуы» деп атап
көрсетілген.
Білім беру мекемесінің ауласын көгалдандыру жолға қою алдымен сол мекемелердің басшыларына
байланысты. Іскер басшы мектепте білім беру сапасын арттырудың жаңа технологиясын енгізумен қатар,
оқушының жеке басының тұлғалық қалыптасып дамуына ықпал ететін экологиялық, қоршаған ортаны
қорғау, әсемдікке баулу жолдарын жетілдіруді әр кез назардан тыс қалдырмайды.
Білім ордасының оқушылардың дені сау болып сапалы білім алуында мектеп ғимаратының оның
ауласы мен ішкі дәліздерін және бөлмелерін талапқа сай жасыл өсімдіктер өсіру арқылы әсемдеу қажет.
Сонымен қатар күндерінің жартысын мектепте өткізіп, ой жұмысымен айналысатын желкілдеп өсіп келе
жатқан жас ұрпақтың көңіл– күйінің көтеріңкі, денінің сау болуында мектеп ауласында және оның ішкі
бөлмелеріндегі оттегінің жеткілікті болуы, ауаның тазалығы басты орында тұрғаны абзал.
Сыныптан тыс жұмыстарда балаларды саналы тәртіпке тәрбиелеу мәселелері Трайтак Д.,
Сәтімбеков С., Бессчетнова М.В., Исаева Б.К., Уварова Е.И., Ларионова Н.И., Малдыбекова К.С.,
Кокорев А.А., Ассорина С. және т.б ғылыми жұмыстарында ашып көрсетілген [1,2,3,4].
Мектеп тек білім ордасы ғана емес, оқушылардың тәрбие, тәлім алатын екінші үйі болғандықтан білім
ордаларының көркейіп, жасыл әлемге оранып тұрғаны кімге болмасын ұнайтыны анық. Мектеп
ауласы мен дәліздің, сынып бөлмелерінің әсемдігі баланың эстетикалық сезімін оятып, әсемдік туралы
талғамын шыңдап, әдемілікке үйрететін басты орта. Талғамы жоғары бала білім алуға талпынады. Сынып
бөлмесіндегі аса бір талғаммен отырғызылып, күтілген гүл түбектері, олардың сынып бөлмесінде
үйлесімді орналастырылуы баланы өсімдікті күте білуге дағдысын, жауапкершілігін қалыптастырады.
Жастайынан әсемдікті сүюге үйренген бала өсімдіктерді бүлдірмейді, керісінше, оны аялап молайтады.
«Еліміздің ертеңі- бүгінгі жас ұрпақтың қолында, ал жас ұрпақтың тағдыры–ұстаздың қолында», – деп
Елбасымыз айтқандай оқушыларды тәрбиелеп отырған ұстаздар оқушылардың эстетикалық тәрбиесіне де
баса көңіл бөлуде [5].
Оқушылардың іс-әрекеттегі зерттеушілік іскерліктерін қалыптастыруда биологиядан сыныптан
тыс жұмыстардың алатын орны ерекше. Жалпы сыныптан тыс жұмыстар дегеніміз: мектеп бағдарламасы
мазмұнын толықтыру және кеңейту мақсатында, оқушылардың шығармашылық еркіндік және танымдық
қызығушылықтарын қалыптастыру үшін мұғалімнің басшылығымен сабақтан тыс орындалатын ерікті
жұмыстарды ұйымдастыруы болып табылады.
Біріншіден биология пәні бойынша сыныптан тыс жұмыстардың ерекшеліктеріне тоқталатын
болсақ:
- Биологиядан білім беру жүйесінің бір бөлігі.
- Барлық оқушы үшін міндетті емес.
- Сабақтан тыс уақытта өткізіледі.
- Биологияға қызығушылық танытқан оқушылар үшін ұйымдастырылады.
- Биологиядан оқу бағдарламасының көлемін едәуір көтеріп кеңейтеді.
Сыныптан тыс жұмыстар:оқушылардың ғылыми көзқарасын тәрбиелеуге; еңбек мәдениетін және
табиғатқа деген сүйіспеншілігін қалыптастыруға; өзін-өзі бақылау және еріктік дағдыларын дамытуға
мүмкіндік береді [3, 4, 6].
Сыныптан тыс жұмыстардың мазмұндық негізіне келетін болсақ: мұғалімнің жетекшілігімен
өткізілетін оқушылардың өзіндік, айрықша зерттеушілік іс-әрекеттері; қоршаған тірі табиғатты және
әртүрлі ауылшаруашылық, орман шаруашылығы, медицина салаларын оқып үйрену, тұрғындар
арасында табиғатты қорғау туралы білімдерді насихаттау, көрнекі құралдарды дайындау болып
табылады. Мақсатты түрде сыныптан тыс жұмыстарды ұйымдастыру үшін: оқушылардың биологиялық
қызығушылықтарын айқындау және оларды дамыту керек; олардың қызығушылықтарына сәйкес жеке
тапсырма ұсыну керек; тапсырма мазмұндарын біртіндеп кеңейту және күрделендіріп отыру қажет.
Абай атындағы ҚазҰПУ-нің ХАБАРШЫСЫ «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы №2(44), 2015 ж.
105
Біз мақалада, биологиядан сыныптан тыс жұмыстардың формаларына жеке-жеке тоқталып кетуді
жөн көрдік:
1. Жеке сыныптан тыс жұмыстардың түрлері:
- Өсімдіктер мен жануарлар бойынша бақылау және тәжірибе жүргізу.
- Жасанды ұя дайындау және олардың келуін бақылау.
- Өзіндік бақылау.
- Көрнекі құралдар дайындау.
- Ғылыми-көпшілік әдебиеттерді оқу және баяндама, реферат дайындау.
2. Биологиядан топтық эпизодтық сабақтар:
- Мектепте өтететін жаппай іс-шараға дайындық кезінде ұйымдастырылады (Биология апталығы,
«Құстар күні», Денсаулық апталығы және т.б.).
- Мұғалім биологияға қызығушылық танытатын оқушылардан топ құрып, оларға қажетті
материалдар табуды, баяндама және мерекеге арнап көркем нөмірлер дайындауды тапсырады.
Топтық эпизодтық жұмыстар: туған өлкесінің табиғатын оқып-зерттеу; мектеп жанындағы ағаш және
бұталы өсімдіктерді тізімге алу (инвентаризациялау); жақын жердегі су қоймаларындағы құстардың
түрлік құрамын анықтау; қандай да бір жануар түрлерінің күндік белсенділігін оқып-үйрену үшін
ұйымдастырылады.
Сыныптан тыс жұмыстардың негізігі формасы – жас натуралистер үйірмесі. Үйірме жұмысының
эпизодтық топтық жұмыстардан айырмашылығы бір немесе бірнеше жыл бойы әртүрлі тапсырмаларды
жүйелі түрде орындап жүрген оқушыларды біріктіреді. Әдетте, үйірме құрамы тұрақты болады. Үйірмеде
бір немесе қатар сыныптар болуы мүмкін (жас ерекшеліктері қатар үйірме). Ал, әртүрлі жастағы
үйірмеде әртүрлі сыныптағы оқушылар айналысады. Жас натуралистер үйірмесін ұйымдастыру
мақсаты:
- оқушылардың биологиялық білімдерін кеңейту;
- оқушыларда бақылау және эксперимент бойынша зерттеушілік дағдыларын шынықтыру;
- оқушыларда тірі табиғатты ғылыми тұрғыдан түсінуге тәрбиелеу мүмкіндігін туғызу.
Жас натуралистер үйірмесінде жұмыс істеу жоспар бойынша жүйелі түрде жүргізіледі.Үйірме
құрамы ерікті, бірақ тұрақты болады. Жұмыс жалпы тақырып бойынша, яғни, әдебиетпен танысу, жеке,
топтық және ұжымдық жұмыстарды пайдаланып тәжірибелік тапсырмалар орындау арқылы жүзеге
асады.
Жаппай натуралистік іс-шара үйірме мүшелерінің, мектеп басшыларының, мұғалімдер мен ата-
аналардың белсенді араласуымен мұғалімнің ынтасы бойынша ұйымдастырылады. Жаппай
натуралисттік іс-шараларға қатысуға көп оқушылар тартылады (сынып, қатарлас сыныптар, мектеп).
Жаппай натуралисттік іс-шаралар: белгілі биолог-ғалымдардың өмірі мен тіршіліктеріне; ағаш пен
бұталарды отырғызу бойынша компаниялар, қыста құстарға қоректік заттар жинау; денсаулық күні және
т.б оқушылардың сыныптан тыс жұмыстарға тартылуын қамтамасыз етеді.Сыныптан тыс жұмыстардың
нәтижесін сабақта қолдану қажет. Жүргізілген бақылауларды хабарлап отыру керек. Сыныптан тыс оқу
негізінде дайындалған баяндама бойынша сөйлеу керек.
Биология сабақтарында, пәнді оқуға бөлінген шектеулі уақытқа орай, мектеп оқушылары биология
ғылымдарының кең шеңбері бойынша тек негізгі білімдерді ғана алады. Мектеп оқушыларының
танымдық қызығушылықтарын қанағаттандырады, оқушылардың бағдарламалық биологиялық
білімдерін тереңдете және нақтылай отырып, мұғалім оларды биология бойынша сабақтан тыс жұмысқа
тартады [6 ,7].
Сонымен, сабақтан тыс жұмыстар дегеніміз оқушылар үшін сабақтан тыс міндетті түрде орындауға
тиісті, биология курсын оқумен байланысты, мұғалімнің топтық және жеке тапсырмалары бойынша
сабақтан тыс орындайтын практикалық жұмыстарды ұйымдастыру формасы болып табылады.
Қорыта келгенде, биологиядан сыныптан тыс жұмыстар арқылы оқушылардың іс-әрекеттегі
зерттеуін қалыптастыру арқылы, олардың өз бетінше ізденуіне, өзін-өзі реттеуіне, өзін-өзі дамытуына
жол ашуға болады.
1 Трайтак Д.И. Биологияға арналған кластан тыс жұмыстарды қалай қызықты өткізуге болады. Алматы.
Мектеп, 1984. -142 б.
2 Сәтiмбеков Р.Табиғат қорғау: Кластан тыс жұмыстарға арналған методикалық нұсқаулар /
Сәтiмбеков, Рысбай; Р.Сәтiмбеков. – Алматы: Рауан, 1992. - 96б.
ВЕСТНИК КазНПУ им. Абая серия «Естественно-географические науки» №2(44), 2015 г.
106
3 Бессчетнова М.В., Исаева Б.К., Уварова Е.И., Ларионова Н.И., Малдыбекова К.С., Кокорев А.А.
«Интродукция многолетних и однолетних цветочных растений». Алма- Ата:Наука, 1989.– С.62-69
4 Ассорина С. Экология декоративных растений. МГУ: Москва, 1977. 213 с.
5. www.akorda.kz/ru/page/poslanie-prezidenta-respubliki-kazakhstan
Послание Президента Республики Казахстан Н.А.Назарбаева народу Казахстана. Социально-
экономическая модернизация – главный вектор развития Казахстана. 2012. Астана.
6. Қисымова А.Қ.Қазақстан флорасы мен фаунасы: жоғары сатыдағы өсімдіктер мен омыртқалы
жануарлар (Биология. 7-сынып. Тірі организмдердің көптүрлілігі пәні бойынша таңдамалы курсқа арналған оқу
құралы). – Алматы, 2008.– Б.52-61.
7. Pearson H.M. Teeing up wildflowers to cut costs and improve environmental quality on the golf course.
Wildflowers good for low-traffic areas // Agri-Food Res. Ontario. 1996. - 19, № 3. - P. 18-19.
Резюме
Формирование у учащихся биологии познавательных интересов
в процессе обучения вовнекласной работе
В статье рассматриваются пути формирования исследовательских навыков учащихся в процессе обучения
во "внекласной работе" и ознакомление учащихся с основными методами педагогических исследований (на
примере обучения школьной биологии), участие учеников в разработке простых педагогических исследований,
а также наблюдение самостоятельных работ.Также дается определение внеклассной работы. Итак, внеклассная
работа по биологии–форма организации добровольной работы учащихся вне уроков под руководством учителя
для формирования у учащихся познавательных интересов и творческой самостоятельности, расширяющая и
дополняющая содержание школьной программы. Особенность внеклассной работы по биологии: одна из частей
системы биологического образования, не обязательна для всех учащихся, проводится во внеурочное время,
организуется она для учащихся, проявляющих интерес к биологии, значительно превышает и расширяет объем
учебной программы по биологии. Виды индивидуальной внеклассной работы: опыты и наблюдения над
растениями и животными, изготовлениеискусственных гнездовий и наблюдения за их заселением,
самонаблюдение, изготовление наглядных пособий, чтение научно-популярной литературы и подготовка
докладов, рефератов. Групповая эпизодическая работа может организовываться для изучения природы родного
края, инвентаризации древесной и кустарниковой растительности около школы, определение видового состава
птиц вблизи водоемов, изучение суточной активности каких-либо видов животных.
Ключевые слова: деятельность ученика, внеклассная работа, групповая работа, эпизодическая работа,
работа юных натуралистов.
Summary
Forming research to biologyof research skills of students in the learning process vneklasny work
Тhe article deals with the way the formation of research skills of students in the learning process "Vneklasny work"
and introduce students the basic methods of educational research (for example, training school biology), student
participation in the development of simple pedagogical research, and monitoring of independent work.And, given the
definition of extracurricular activities. And so, the class work on the biology of– a form of organization of voluntary
work of students is learned under the guidance of teachers for the formation of students' cognitive interests and creative
independence, extend and complement the content of the school curriculum.Features of extracurricular activities for
biologists: one part of the system of biological education is not compulsory for all students, pprovoditsya after school,
organized for students interested in biology, much higher than the volume and expands the curriculum in
biology.Individual types of extracurricular activities: experiences and observations of plants and animals, the production
of artificial nests and observe their settlement, self-observation, the production of visual aids, reading popular science
books and reports, abstracts. A group episodic work can be organized to study the nature of their native land, the
inventory tree and shrub vegetation near the school, determining the species composition of birds near water, study the
daily activity of any animal species.
Keywords:activities of student class work, group work, episodic work, young naturalists.
Абай атындағы ҚазҰПУ-нің ХАБАРШЫСЫ «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы №2(44), 2015 ж.
107
УДК 54.005
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ОБЩЕЙ ХИМИИ
Мейрманова А.А. – к.х.н, доцент, КазНПУ им Абая. aigul_meir@mail.ru
Доспергенова М.К.
– магистрант 2-го курса КазНПУ им Абая moldir_dospergenova@mail.ru
Аннотация. В статье рассматривается изучение одной из основополагающих тем неорганической химии:
«Сера, химический элемент VI группы » для студентов 1 курса химических специальностей педагогических
вузов с использованием модульной технологии, согласно которой тема лекции разделена на 8 учебных
элементов, с указанием в каждом цели, задач, последовательности изложения материала и оценки степени
усвоения знаний. Модульная технология выбрана нами, поскольку студент имеет возможность работать
индивидуально, в своем темпе, с той степенью понимания, осмысления, запоминания, которая соответствует
его возможностям. Обучающиеся становятся более самостоятельными, уверенными, коммуникативными в
приобретении общеучебных умений, навыков, а также опыта разнообразной деятельности, опыта познания и
самопознания, растет интерес не только к химии, но и к учению в целом. Преподаватель управляет и
мотивирует их деятельность, а также имеет возможность общаться на занятиях с каждым студентом. Считаем,
что применение модульной технологии на лекционно-семинарских занятиях химии позволяет увеличить его
информационную емкость, глубину подачи материала за счет роста индивидуально-мотивационной
деятельности. Кроме того, данная методика достаточна проста для понимания и глубокого усвоения материала,
дает возможность индивидуального подхода к каждому, ее эффективность доказана результатами текущего и
промежуточного контроля знаний.
Ключевые слова: инновационная технология, модульная технология, модульная лекция, современная
технология.
Модульное обучение – это личностно-ориентированная педагогическая технология. Она позволяет
одновременно оптимизировать учебный процесс, обеспечить его целостность в реализации целей
обучения, развития познавательной и личностой сферы обучающихся.
Модульное обучение включает следующую основную идею: студент должен учиться сам, а
преподаватель осущестляет управление его обучением, то есть мотивировирует. организует,
координирует, консультирует, контролирует.
Учебную программу рекомендуется разделять примерно на 10-12 (не менее 5-6 ) модулей, исходя
из того, что оптимальный объем модуля логически соответствует завершенному разделу учебной
программы, на изучение которого отводится, как правило, от 10-12 до 18-20 часов.
Принципиально меняется положение и роль преподавателя в учебном процессе. Задача
преподавателя-мотивировать обучающихся, осуществлять управление их учебно-познавательной
деятельностью через модуль и непосредственно консультировать студентов. В результате изменения
его деятельности на учебном занятии меняется характер и содержание подготовки к ним: теперь он
не готовится к тому, как лучше управлять деятельностью студентов. Такая схема обучения
обязательно приводит к анализу преподавателем своего опыта, знаний, умений, поиску более
совершенных технологий.
Применение модульной технологии на лекционно-семинарских занятиях химии позволяет
увеличить его информационную емкость, глубину подачи материала за счет роста индивидуально-
мотивационной деятельности. Студент имеет возможность работать индивидуально, в своем темпе, с
той степенью понимания, осмысления, запоминания, которая соответствует его возможностям.
Обучающиеся становятся более самостоятельными, уверенными, коммуникативными в приобретении
общеучебных умений, навыков, а также опыта разнообразной деятельности, опыта познания и
самопознания, растет интерес не только к химии, но и к учению в целом.
В
работе
показана
возможность
применения
модульной
технологии
при изучении
основополагающей темы неорганической химии: «Сера, химический элемент VI группы».
Таким образом, в таблице 1 приведен, разработанный нами, модуль по данной теме, который
состоит из восьми учебных элементов (УЭ), логически связанных между собой, из этих элементов.
ВЕСТНИК КазНПУ им. Абая серия «Естественно-географические науки» №2(44), 2015 г.
108
Таблица 1– Модуль «Сера, химический элемент VI группы »
Номер
учебного
элемента
Учебный материал с указанием заданий
Указания к
выполнению
работы
УЭ-0
Цель: Познакомить студентов с химическим элементом серой и с
аллотропными модификациями серы
Сера (лат.Sulfur) S, химический элемент VI группы периодической
системы Менделеева; атомный номер 16, атомная масса 32,06.
Природная сера состоит из четырех стабильных изотопов:
32
S (95,02%),
33
S (0,75%),
34
S (4,21%),
36
S (0,02%). Получены также искусственные
радиоактивные изотопы
31
S (T
½
= 2,4 сек),
35
S (T
½
= 87,1 сут),
37
S (Т
½
=
5,04 мин) и другие.
Сера имеет электронную конфигурацию 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
. Подобно
кислороду, сера принимает два электрона и проявляет в соединениях с
менее электроотрицательными элементами степень окисления -2 (H
2
S).
В то же время, в соединениях с более электроотрицательными
элементами - фтором и кислородом - сера проявляет степени окисления
+4 и +6 (SO
2
, SF
4
, SO
3
, SF
6
).
Существование аллотропных модификаций серы связано с её
способностью образовывать устойчивые гомоцепи – S – S –
Устойчивость цепей объясняется тем, что связи – S – S – оказываются
прочнее, чем связь в молекуле S
2
. Гомоцепи серы имеют
зигзагообразную форму, поскольку в их образовании принимают
участие электроны взаимно перпендикулярных р-орбиталей.
Изучение нового
материала
УЭ -1
Цель: Познакомить студентов с аллотропными модификациями серы
Существование аллотропных модификаций серы связано с её
способностью образовывать устойчивые гомоцепи –S–S– Устойчивость
цепей объясняется тем, что связи –S–S–оказываются прочнее, чем связь
в молекуле S
2
. Гомоцепи серы имеют зигзагообразную форму, поскольку
в
их
образовании
принимают
участие
электроны
взаимно
перпендикулярных р-орбиталей.
Существует три аллотропные модификации серы: ромбическая,
моноклинная
и
пластическая.
Ромбическая
и
моноклинная
модификации построены из циклических молекул S
8
, размещенных по
узлам ромбической и моноклинной решеток.
Молекула S
8
имеет форму короны, длины всех связей – S – S – равны
0,206 нм и углы близкие к тетраэдрическим 108°.
В ромбической сере наименьший элементарный объем имеет форму
прямоугольного параллелепипеда, а в случае моноклинной серы
элементарный объем выделяется в виде скошенного параллелепипеда.
Пластическая модификация серы образована спиральными цепями из
атомов серы с левой и правой осями вращения. Эти цепочки скручены и
вытянуты в одном направлении.
Существование
аллотропных
модификаций серы
УЭ -2
Цель: Познакомить студентов с распространением серы в природе
.
Сера относится к весьма распространенным химическим элементам
(кларк 4,7·10
-2
); встречается в свободном состоянии (самородная сера) и
в виде соединений - сульфидов, полисульфидов, сульфатов. Вода морей
и океанов содержит сульфаты натрия, магния, кальция. Известно более
200 минералов серы, образующихся при эндогенных процессах. В
биосфере образуется свыше 150 минералов серы (преимущественно
сульфатов); широко распространены процессы окисления сульфидов до
сульфатов, которые в свою очередь восстанавливаются до вторичного
H
2
S
и
сульфидов.
Эти
реакции
происходят
при
участии
микроорганизмов.
Многие
процессы
биосферы
приводят
к
концентрации серы - она накапливается в гумусе почв, углях, нефти,
морях и океанах (8,9·10
-2
%), подземных водах, в озерах и солончаках.
Распространение
серы в природе
УЭ -3
Дать понятия о кристаллической решетке серы
В обычных условиях сера S - желтые хрупкие кристаллы без вкуса и
запаха, легко растворимые в сероуглероде CS
2
. Кристаллическая
решетка серы молекулярная, в узлах решетки находятся молекулы S
8
Кристаллическая
решетка серы
Абай атындағы ҚазҰПУ-нің ХАБАРШЫСЫ «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы №2(44), 2015 ж.
109
(неплоские циклы типа "корона"). Жидкая сера состоит из молекул S
8
и
цепей разной длины, в парах серы содержатся молекулы S
8
, S
6
, S
4
и S
2
,
при 1500°С появляется одноатомная сера (в химических уравнениях для
простоты любая сера изображается как S).
УЭ – 4
Цель: Познакомить с физическими свойствами серы
Сера - твердое кристаллическое вещество, устойчивое в виде двух
аллотропических модификаций. Ромбическая α-S лимонно-желтого
цвета, плотность 2,07 г/см
3
, t
пл
112,8°С, устойчива ниже 95,6°С;
моноклинная β-S медово-желтого цвета, плотность 1,96 г/см
3
, t
пл
119,3°С,
устойчива между 95,6 °С и температурой плавления. Обе эти формы
образованы восьмичленными циклическими молекулами S
8
с энергией
связи S-S 225,7 кдж/моль.
При плавлении сера превращается в подвижную желтую жидкость,
которая выше 160°С буреет, а около 190°С становится вязкой темно-
коричневой массой. Выше 190°Связкость уменьшается, а при 300°С сера
вновь становится жидкотекучей. Это обусловлено изменением строения
молекул: при 160°С кольца S
8
начинают разрываться, пере-ходя в
открытые цепи; дальнейшее нагревание выше 190°С уменьшает
среднюю длину таких цепей.
Физические
свойства серы
УЭ-5
Цель: Познакомить студентов с химическими свойствами серы
Сера-типичный неметалл, по эллектроотрицательности она уступает
только галогенам, кислороду и азоту и поэтому окисляется ими.
Ртуть вступает с серой в реакцию уже при простом растирании смеси
этих веществ, с образованием безвредного сульфида ртути черного
цвета:
Нg+S=HgS
Это взаимодействие используют для связывания разлитой ртути.
Такой процесс называют демеркуризацией.
Смесь порошков серы и железа, смоченная водой, быстро
обнаруживает признаки реакции-разогревается, затем раскаляется и
превращается в сульфид железа:
Fe+S=FeS
образует сероуглерод СS
2.
Это соединение получается при пропускании
паров серы над раскаленным углем (при 800-900
0
С)
С+ 2S=СS
2
При поджигании магниевой стружкой смесь порошков алюминия и
серы бурно реагирует:
2Аl+3S=Al
2
S
3
Сжигание серы на воздухе приводит к образованию оксида серы(IV)
S+O
2
=SO
2
Оксид серы (VI) образует в заметных количествах только
присутствии платины или оксида ванадия (V)V
2
О
5
С водородом сера реагирует при нагревании:
Н
2
+ S=Н
2
S
Элементарная сера-восстановитель. Она реагирует с такими
сильными окислителями, как НNO
3
, KClO
3
, KMnO
4
S+2НNO
3
=H
2
SO
4
+ 2NO
S+6HNO
3
=H
2
SO
4
+6NO
2
+2H
2
O
Для серы характерны окислительно-восстановительные реакции, при
которых степень её окисления изменяется по цепочке: -2, 0, +4,+6
Атомы серы в разных степенях окисления способны реагировать
между собой, например:
H
2
SO
4+
S= 3SO
2
+Н
2
O
Na
2
SO
3
+S=Na
2
S
2
O
3
При кипячении порошка серы со щелочами образуются сульфиты и
сульфиды (реакция диспропорционирования):
3S+6KOH=K
2
SO
3
+2K
2
S+3H
2
O
Обычно сероводород получают действием кислот на сернистые
металлы (главным образом, на сернистое железо FeS):
Химические
свойства серы
ВЕСТНИК КазНПУ им. Абая серия «Естественно-географические науки» №2(44), 2015 г.
110
FeS+2HCl=H
2
S+FeCl
2
FeS+H
2
SO
4
=H
2
S+FeSO
4
На воздухе при поджигании сероводород горит голубоватым
пламенем:
2H
2
S+3О
2
= 2SO
2
+2H
2
O
Сероводород–сильный восстановитель благодаря тому, что ион S
2
,
окисляясь может терять 2,6 и 8 электронов, превращаясь соответственно
в S, SO
2
, SO
3
. Такие окислители, как KMnO
4
, K
2
CrO
7
, HNO
3
, хлор,
бромная вода и другие, окисляют сероводород до свободной серы,
например:
KMnO
4
+3Н
2
SO
4
+5H
2
S= K
2
SO
4
+2MnSO
4
+8H
2
О+5S
H
2
S+Вr
2
= 2HВr+S
Известны следующие оксиды серы: S2O, SO, SO2, и SO3.Первый из
них образуется в зоне электрического разряда, происходящего в
газообразной двуокиси серы. В тлеющем разряде из S2O и S2 можно
выделить непрочныеSO4, S2O7. Низший оксид имеет строение: S=S=О
и очень непрочен. SO-радикал, отличающийся высокой химической
активностью и возникающий только как промежуточный продукт в
различных газовых цепных реакциях.
Оксид серы (IV) или сернистый ангидрид S2O- бесцветный газ,
сгущающийся в жидкость при – 10°С. Он обладает резким удушливым
запахом, ядовит. При сгорании серы образуется сернистый ангидрид
SO2 и небольшое количество серного ангидрида SO3
S+ O2= SO2
На воздухе в незначительных количествах постепенно окисляется до
серного ангидрида
2SO2+ O2=2SO3
УЭ-6
Способы получение серы
Элементарную серу получают из серы самородной, а также
окислением сернистого водорода и восстановлением сернистого
ангидрида. Источник сернистого водорода для производства серы -
коксовые, природные газы, газы крекинга нефти. Разработаны
многочисленные методы переработки H
2
S; наибольшее значение имеют
следующие:
1) H
2
S извлекают из газов раствором моногидротиоарсената натрия:
Na
2
HAsS
2
O
2
+ H
2
S = Na
2
HAsS
3
O + Н
2
О.
Затем продувкой воздуха через раствор осаждают серу в свободном
виде:
NaHAsS
3
O + ½O
2
= Na
2
HAsS
2
O
2
+ S.
2) H
2
S выделяют из газов в концентрированном виде. Затем его
основная масса окисляется кислородом воздуха до серы и частично до
SO
2
. После охлаждения H
2
S и образовавшиеся газы (SO
2
, N
2
, CO
2
)
поступают в два последовательных конвертора, где в присутствии
катализатора (активированный боксит или специально изготовляемый
алюмогель) происходит реакция:
2H
2
S + SO
2
= 3S + 2Н
2
О.
Получение серы
УЭ-7
Применение серы. Сера применяется в первую очередь для
получения серной кислоты; в бумажной промышленности (для
получения сульфитцеллюлозы); в сельском хозяйстве (для борьбы с
болезнями растений, главным образом винограда и хлопчатника); в
резиновой промышленности (вулканизующий агент); в производстве
красителей и светящихся составов; для получения черного (охотничьего)
пороха; в производстве спичек.
Применение серы
УЭ-8
Цель: Подвести итоги лекции, оценить степень усвоения знаний.
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
Достарыңызбен бөлісу: |