Главная / Методические материалы / Преподавание истории

Золото и его роль в обществе


Автор(ы): Сергеева Ольга Михайловна, учитель химии

Цель урока: Развить познавательный интерес, реализуя межпредметные связи курсов химии, истории, обществознания и географии.
Задачи:
образовательные:
  • рассмотреть строение и свойства золота, нахождение в природе;
  • показать роль золота в истории человечества, отношение к нему на разных этапах развития общества.
развивающие:
  • акцентировать внимание учащихся на связь исторических событий и свойств золота, и перспективу его роли в дальнейшей судьбе страны;
  • научить учащихся самостоятельно находить необходимый материал к изучаемой теме;
  • развить творческую деятельность учащихся посредством метода проектов.
воспитательные:
  • показать истинные ценности личности и ее духовной красоты;
  • воспитать уважение к замечательным творениям мировых мастеров, хранящимся в Государственном Эрмитаже и других музеях.
Оборудование, реактивы и программное обеспечение:
  • компьютер
  • проектор;
  • экран;
  • видеомагнитофон;
  • химические стаканы;
  • розолота, раствор “царской водки”;
  • презентация, выполненная в Microsoft Power Point.
Учитель. Золото – очень редкий металл. Тем не менее, благодаря его физико-химическим свойствам и условиям нахождения в природе человечество научилось использовать этот металл на заре цивилизации. Первобытный человек просто находил его под ногами в виде ярких камешков – в песке, на дне рек и ручьев. Простейшие предметы из него можно было делать без применения огня и плавки. Золото – один из красивейших металлов. Древние народы сравнивали его с утренней зарей.
Что вы можете рассказать о строении и нахождении золота в природе?
Доклад ученика. Латинское название – Aurum”. Au – химический элемент 1 группы периодической системы Д.И.Менделеева. Атомный номер 79. Относительная атомная масса – 196,9665, тяжелый металл желтого цвета; имеет несколько изотопов, но устойчивым является лишь один с атомной массой 197. Температура плавления 1064,4°С. Конфигурация внешней электронной оболочки 5d106s1; степени окисления +1, +3, редко +5, электроотрицательность по Полингу 2,4.
Вместе с медью и серебром золото образует в первой группе побочную подгруппу элементов, имеющих общее строение и схожие химические свойства. Эта триада связана и геологическим родством: в природе золото почти всегда сосуществует с серебром и во многих случаях с медью. В небольших количествах золото встречается в сульфидных рудах железа, свинца и меди.
Золото является одним из немногих металлов, находящихся в природе в самородном состоянии, главным образом в виде мелких зерен, вкрапленных в кварц или содержащихся в кварцевом песке. Золото относится к рассеянным элементам. Следы его открыты в морской воде. Общее содержание золота в земной коре составляет всего 5.10-7% по массе.
Крупные самородки и зерна этого металла, отличающиеся своим цветом, блеском и высокой плотностью, привлекали внимание человека еще в далекие времена. Есть основания считать, что возникновение добычи золота относится к доисторическим временам. Однако более или менее точные сведения по истории добычи золота имеются, начиная с древних веков (4000–5000 лет до н.э.). Известно, что золото в относительно больших количествах добывалось ассирийцами, вавилонянами, греками и позже римлянами. Технических приспособлений было немного, так как наличие дешевой, практически даровой рабочей силы не стимулировало их применение. В древних египетских рудниках вручную дробили добытые золотые руды, доизмельчали их в каменных ступах и истирали между жерновами из твердых горных пород. Для выделения золотинок применяли промывку на примитивных шлюзах, иногда на шкурах животных.
Когда золотые крупинки прочно удерживаются в породе, драгоценный металл можно извлечь, заливая раздробленную руду жидкой ртутью. Ртуть растворяет золото и переводит его в жидкую амальгаму золота. Амальгаму сливают, ртуть испаряется, остается металлическое золото. Но ртуть ядовита, поэтому этот способ очень вреден для здоровья.
Учитель. Какое государство первым в мире стало добывать золото? Какие виды месторождений вы знаете?
Доклад ученика.
Первым золотодобывающим государством в мире был Древний Египет. Золотые рудники Египта находились в горах Нубии между Красным морем и Нилом. Само название “Нубия” происходит от египетского слова “нуб” – золото. Здесь порой добывалось до 50 тонн золота ежегодно. Таким образом, основными центрами добычи золота в древности были: Африка (Верхний Египет, Нубия), Испания, территория современной Венгрии и частично Румынии, Болгарии, некоторые районы Малой Азии, Кавказа.
С развитием товарного производства золото выполняло функцию денег. Этому способствовали такие свойства как однородность, химическая стойкость, высокая удельная стоимость. В средние века хозяйство приняло натуральный характер, и значение товарообмена уменьшилось. Поэтому техника добычи серебра и золота находилось на старом уровне. Только многочисленные работы алхимиков в то время пополняли химические сведения о серебре и золоте. Средневековые ученые пытались решить задачу с помощью алхимии – найти способ получения золота из неблагородных металлов. Добыча золота начала развиваться с XVI века после открытия Америки. Официальной датой зарождения золотодобывающей промышленности в России считается 1745 г., когда крестьянин Ерофей Марков недалеко от Екатеринбурга нашел кусок золотосодержащего кварца. Спустя два года на месте находки был создан первый в России золотодобывающий рудник. Добыча золота возросла в 20–50-е годы XX века в связи с открытием и интенсивной разработкой россыпных месторождений в России – в Сибири и на Урале. Крупные месторождения золота имеются в Южной Африке, на Аляске, в Канаде и Австралии. Месторождения золота делят на коренные (рудные) и россыпные. Коренные образовались в ходе древних геологических процессов формирования земной коры и обычно встречаются в горных районах. Россыпные являются результатом воздействия ветра, воды и других сил природы на золотые руды, их чаще всего находят по течению рек. Извлечение золота из россыпных руд значительно проще и дешевле, чем из коренных. Россыпи, как правило, залегают на небольших глубинах. Золотины в россыпных рудах находятся в свободном состоянии, что позволяет извлекать металл простым и высокопроизводительным способом промывки песков в воде. В итоге добыча и обработка песков россыпных месторождений обходится в десятки раз дешевле, чем коренных руд.
Учитель. Что это за болезнь – “золотая лихорадка” и существует ли она в наши дни?
Доклад ученика с презентацией слайдов. Как только в какой-нибудь части земного шара удавалось открыть новый золотоносный клочок земли, туда тотчас же устремлялись тысячи искателей счастья, охваченных приступом “золотой лихорадки” – болезни, которая не фигурирует ни в одно медицинском справочнике, но зато замечательно описана во многих рассказах Джека Лондона и Брета Гарта.
Из-за нескольких граммов золотого песка люди теряли разум. Так было в начале XVIII века, когда месторождения золота обнаружили в Бразилии. Так было в середине прошлого столетия, когда толпы золотоискателей хлынули в раскаленную Калифорнию, а через несколько лет – в пустыни Австралии. То же самое случилось и в настоящее время, когда в феврале 2007 г. школьный учитель на одной из рек Бразилии случайно нашел золото и быстро разбогател. Весть разлетелась по всей стране, и началось!
Учитель. Расскажите о методах извлечения рудного золота.
Ученик.
Из-за истощения россыпных месторождений и открытия мощных запасов коренного золота в 1843 г. были разработаны новые, более совершенные методы извлечения рудного золота русским инженером П.Р.Багратионом. Золото отделяется от песка и измельченной кварцевой породы промыванием водой, которая уносит частицы песка, как более легкие, или обработкой песка жидкостями, растворяющими золото. Чаще всего применяется раствор цианида натрия, в котором золото растворяется в присутствии кислорода с образованием комплексов. В результате золото переходит в раствор в виде дицианоаурата (1) натрия:
4 Au + 8 NaCN + O2 + 2 H2O = 4 Na [Au (CN) 2] + 4 NaOH
Потом в раствор насыпают цинковый порошок, который восстанавливает благородный металл, а сам окисляется и тоже превращается в цианидный комплекс:
2 Na [Au (CN) 2] + Zn = Na2 [Zn (CN) 4] + 2Au
тетрацианоцинкат(11)
натрия
Остается только отделить золото от раствора и промыть осадок соляной кислотой, чтобы удалить избыток цинка. Цинк – активный металл и растворяется в кислоте с образованием хлорида цинка и выделением водорода: Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2
Золото – благородный металл и с соляной кислотой не реагирует. Растворимость золота в цианистом натрии и цианистом калии является основой процесса цианирования – главного применяемого ныне способа извлечения драгоценного металла из руды. Внедрение цианирования произвело в конце XIX века революцию в южноафриканской золотодобывающей промышленности, поскольку позволило почти полностью извлекать металл из руд со сравнительно небольшим, но устойчивым содержанием металла.
Французский автор Э. Шанель рассказывает: когда обнаружилась способность цианистых растворов вызывать ожоги, вполне серьезно было решено, что кожа негров выдержит то, чего не выносит нежная кожа белых. Таковы были нравы в Южной Африке 80–90 лет назад.
Учитель. Проблемная ситуация. В 1848 г. с одного уральского прииска стало исчезать золото. Это обнаружили зимой, вскоре после того, как туда завезли банки с цианидом натрия, чтобы травить крыс. Все попытки найти похитителя не увенчались успехом. Охранники тщательно проверили даже вывозимый с прииска мусор. Но там не было ничего подозрительного, кроме бутылей с отработанной кислотой. Найти вора помогла случайность. На скользкой улице поселка старателей сани управляющего задели работника пробирной лаборатории, и тот выронил саквояж. Что-то разбилось, повалил дым. Наутро около дома владельца саквояжа нашли пустые бутыли с надписью “отработанная кислота”, а в погребе обнаружили целую лабораторию: коробки с цинковой пылью, склянки с соляной кислотой, колбы, воронки и золотой порошок, упакованный и подготовленный к отправке на черный рынок. Эксперт-химик уличил вора. На чем основаны выводы эксперта?
Ученик.
Работник пробирной лаборатории растворял золото в растворе цианида натрия и наливал его в бутыли с отработанной кислотой, которые вывозили на свалку. Затем в своей лаборатории обрабатывал цинковой пылью, восстанавливая золото. Полученный осадок промывал соляной кислотой, чтобы удалить непрореагировавший цинк, который берут в избытке.
Учитель. Расскажите о химических свойствах золота.
Ученик.
Низкая химическая активность является важным и характерным свойством этого металла. На воздухе, даже в присутствии влаги золото практически не изменяется. Золотые изделия, изготовленные в глубокой древности, в неизменном виде сохранились до наших дней. Даже при высоких температурах золото не взаимодействует с водородом, кислородом, азотом, серой и углеродом. Золото соединяется с галогенами, но образующиеся галогениды золота – неустойчивы. Оно не растворяется в щелочах и в кислотах. Но золото легко растворяется в царской водке (смесь концентрированных азотной и соляной кислот), которую получали алхимики средневековья. Растворение золота связано с образованием комплексных соединений:
Au + HNO3 + 4 HCl = H [AuCl4] + NO + 2H2O
тетрахлороаурат(111)
водорода
Ученик демонстрирует опыт (растворение золотой каймы на блюдце).
Учитель. Проблемная ситуация. В 1943 г., спасаясь от гитлеровских оккупантов, датский физик лауреат Нобелевской премии Нильс Бор вынужден был покинуть Копенгаген. Но у него хранились две золотые Нобелевские медали его коллег – немецких физиков-антифашистов Джеймса Франка и Макса фон Лауэ. Каким образом Нильс Бор смог сохранить золотые медали, не рискуя их взять с собой?
Ученик.
Нильс Бор растворил их в царской водке и оставил их в своей лаборатории. После войны золото было выделено из раствора и заново изготовлены обе медали.
Учитель. Как очистить золотые изделия от черноты и грязи?
Ученик.
Комплексообразование позволяет очистить золото от черноты и грязи. Чернеют, т.е. окисляются, примеси золотого сплава – серебро и медь. На поверхности образуется налет их оксидов и сульфидов. Под действием нашатырного спирта (водного раствора аммиака) эти соединения превращаются в аммиачные комплексы: Ag 2O + 4 NH3. H2O = 2[Ag (NH3)2]
CuO + 4 NH3. H2O = [Cu (NH3)4] (OH) 2+ 3H2O
Эти комплексы хорошо растворимы в воде, поэтому легко смываются, и золотые ювелирные изделия становятся как новые.
Учитель. Почему золото называют благородным металлом?
Доклад ученика.
Золото обладает уникальным комплексом физических и химических свойств, которого не имеет ни один другой металл. Оно отличается высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, по электропроводности уступает лишь серебру и меди. Золото – очень мягкий, пластичный металл. Из кусочка золота весом в один грамм можно вытянуть проволоку длиной в три километра или приготовить золотую фольгу в 500 раз тоньше человеческого волоса. Золото хорошо паяется и сваривается под давлением, золотые покрытия легко наносятся на металлы и керамику. В виде тонких покрытий на стекле, керамике, кварце золото широко используют в злектронных устройствах, полупроводниковых элементах, микросхемах для передачи электрического тока. Такие пленки отличаются высокой электропроводностью и коррозионной стойкостью.
В электронной промышленности золото используют в производстве припоев. Припои на основе золота используют для пайки наиболее ответственных узлов ядерных энергетических установок, самолетных и ракетных двигателей, космической аппаратуры.
Золото почти полностью отражает инфракрасные лучи. Благодаря высокой отражательной способности по отношению к инфракрасным лучам, покрытия золотом используют для защиты космических аппаратов от солнечной радиации. Так, некоторые детали космических кораблей “Аполлон” и снаряжения космонавтов были покрыты тонким слоем золота.
В сплавах золото обладает каталитической активностью, поэтому некоторые его сплавы применяют в качестве катализаторов. Золото и его сплавы широко применяют для изготовления электрических контактов и проводов благодаря его хорошей электропроводности и неокисляемости.
Золото и его сплавы используют в стоматологии для изготовления коронок и зубных протезов.
Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения ряда заболеваний (туберкулеза, ревматических артритов и т.д.). Искусственный радиоактивный изотоп 198Au используют для лечения опухолей в радиотерапии.
Самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготовляют не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au – Ag – Cu, которые могут содержать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия. Стойкость к коррозии таких сплавов определяется, в основном содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства – соотношением серебра и меди.
Довольно значительное количество золота идет на чеканку монет и медалей, декоративные покрытия. Такая совокупность полезных свойств золота является причиной его широкого использования в важнейших отраслях современной техники: электронике, технике связи, космической и авиационной технике, ядерной энергетике, несмотря на высокую стоимость этого металла.
Учитель. Золото и серебро хорошо растворимы друг в друге и поэтому могут образовать “неограниченный твердый раствор”. В кристалле металлического серебра все атомы можно последовательно заменить атомами золота, а кристаллическая решетка при этом останется по существу прежней. Этим свойством золота и серебра издавна пользовались мошенники. Стремление к обогащению уже на ранних ступенях знакомства человека с золотом вело к отысканию способов его подделки, в которых внешнему виду уделялось главное внимание. И уже древние мастера Египта достигли в этом “деле” больших успехов. Искусство подделки золота процветало и у греков.
Проблемеая ситуация. Когда Гиерон овладел царским троном в Сиракузах на Сицилии, то решил принести в дар богам, ниспославшим ему эту удачу, золотую корону. Царю донесли, что ювелиры, выполнявшие заказ, подменили часть золота серебром. Гиерон обратился к придворному математику Архимеду.
Какое свойство золота позволило Архимеду уличить в мошенничестве придворных ювелиров?

Ученик. Золото – один из самых тяжелых металлов. Ученый взвесил корону, а затем погрузил ее в воду и определил объем вытесненной воды. Золото – вещество с высокой плотностью: оно в 19.3 раза тяжелее воды. Разделив вес короны на этот объем, он получил не 19.3. а меньшую величину. Это означало, что ювелир присвоил часть золота, заменив его другим, более легким металлом. Это – серебро, ег...

ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами методического материала урезан на треть (33%)!

Чтобы просматривать этот и другие тексты полностью, авторизуйтесь на сайте:

Ваш id: Пароль:

РЕГИСТРАЦИЯ НА САЙТЕ

Простая ссылка на эту страницу:
Ссылка для размещения на форуме:
HTML-гиперссылка:

Добавлено: 2019.04.28 | Просмотров: 87

При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательна!