ПРОЕКТ открытого урока по дисциплине «ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ» Тема: «Жесткая вода и ее умягчение»


Глав Главное управление образования и науки Алтайского края
КГБПОУ «Алтайская академия гостеприимства»
ПРОЕКТ
открытого урока по дисциплине
«Естествознание»
Тема: «Жесткая вода и ее умягчение».
Разработала преподаватель химии
КГБПОУ «Алтайская академия гостеприимства»
Л.Г. Седнева2014
Дата: 21.02.2014 г.
Группа: ГС 13-1
Учебная дисциплина: «Естествознание» (раздел: химия с элементами экологии)
Тема: «Жесткая вода и ее умягчение».
Тип урока: урок усвоения новых знаний
Вид урока: урок лекция с использованием практических заданий, с элементами технологии критического мышления
Методическая цель:
Формирование образовательных компетенций в результате применения элементов технологии критического мышления в обучении.
Цели урока: создать условия для:
-формирования навыков приобретения новых знаний посредством элементов технологии критического мышления;
-целостного понимания сущности жесткости воды и способов ее устранения;
-формирование экологической культуры;
-реализация межпредметных связей с учебными дисциплинами «Географией» и «Биологией».
Место проведения: учебная аудитория
Оборудование: мультимедийный комплекс, мультимедийная презентация, периодическая система химических элементов, таблица растворимости солей, колба, реактив: жесткая вода, раствор соляной кислоты.Методическое дидактическое обеспечение:
раздаточный материал;
мультимедийная презентация
Разработчик: Л.Г.Седнева
Этапы
деятельности Деятельность преподавателя Деятельность обучающихсяПримечание
1.Организационный момент
(2 мин.) 1.1. Приветствует всех присутствующих в аудитории Отвечают на приветствие Слайд 1
1.2. Проводит проверку посещаемости группы, заполняет журнал Предоставляют информацию об отсутствующих 2. Мотивация
(2 мин) 2.1. Задает эмоциональный фон занятия.
Читает произведение о воде.
Что такое вода? Минерал, не имеющий цвета, Не имеющий запаха, формы, но ты оглянись – Это главное таинство, главное чудо Планеты, Это главный исток, из которого вылилась Жизнь.
Мы не ценим её, мы, как дети с игрушкой играем, С этим главным сокровищем, таинством Жизни, водой, Загрязняем её, отравляем её, убиваемНу, а если когда-то игра обернётся бедой? Слушают преподавателя Слайды 2,3
2.2. Акцентирует внимание обучающихся на свойствах воды.
- О каких свойствах воды говорится в стихотворении?
- Самое важное и уникальное вещество на планете – вода. Потеря воды в количестве 15-20% от массы тела смертельна для человека.
А сколько пресной воды на планете?
- А как мы обращаемся с водой?
На все сферы деятельности 1 житель города Барнаула расходует 350 л воды в сутки. Запасы пресной воды при интенсивной хозяйственной деятельности становятся недостаточными, поэтому уже сейчас необходимо думать о ее сбережении. Предполагаемый ответ:
- запах, цвет

-3-5% от всего мирового запаса
- загрязнением ее,
- убиваем, отравляем.
Слайд 3
3. Актуализация опорных знаний
(10 мин.) 3.1. Обращает внимание на химические свойства воды.
- Кроме загрязнений, связанных с хозяйственной деятельностью человека для потребителя важна такая характеристика воды как жесткость.
- Вода, проходя через слой земли, растворяет вещества, содержащиеся в горных породах и минералах, и становится жесткой. Жесткой называют воду, содержащую соли кальция и магния.
-А какие негативные явления связаны с жесткой водой?
-Что же это за соли жёсткости? Чем они так страшны?
3.2. Для того чтобы разобраться какие соли придают воде жесткость, необходимо вспомнить химические свойства кальция и магния и осуществить превращения:
Са→СаО→Са(ОН)2 →СаСО3
Mg→ MgO→ MgCO3
-На основе периодической системы химических элементов поясните, какие свойства кальция и магния являются общими и какими свойствами их соединения отличаются?
3.3. Карбонаты кальция и магния содержат различные природные минералы, находящиеся в недрах земли.
-Какие минералы, содержащие соли кальция и магния Вы знаете?
3.4.Таким образом, соли кальция и магния, которые вода приобретает в результате взаимодействия с природными минералами и придают воде жесткость. - образует накипь, накапливается в организме
2 студента у доски записывают уравнения реакций, сверяют с правильным ответом на слайде.
- Са – более активный, его оксид реагирует с водой, а магний – менее активный.
-Известняк, доломит, мрамор, магнезит и другие.
Слайд 4
Слайд 5
4. Формирование темы урока. Постановка учебной цели и задач
(6 мин.) 4.1. А какое влияние жесткая вода оказывает на бытовую технику? Что образуется на стенках бытовых приборов при многократном использовании жесткой воды?
-Правильно, накипь, содержащая соли кальция и магния, образующаяся на стенках бытовых приборов, разрушает их.
- Каким образом можно увеличить срок службы бытовых приборов? Предполагаемый ответ:
-накипь, она разрушает материал, из которых изготовлены бытовые приборы;
- удалить накипь 4.2.Организует работу по определению темы урока.
- Анализируя все выше сказанное, попытайтесь сформулировать тему урока.
Верно, давайте запишем тему урока таким образом: «Жесткая вода и ее умягчение». Предлагают варианты:
жесткость воды.
Записывают тему урока Слайд 6
4.3. Предлагает обучающимся цель урока:
- сформировать понятие о «жесткости воды» и способах ее умягчения.
4.4. Определяет план работы:
-для достижения поставленной цели нам необходимо спланировать работу по изучению нового материала. Предлагаю следующий план работы:
1.Понятие «жесткая и мягкая вода».
2.Виды жесткости.
3.негативное влияние жесткости.
4.Способы умягчения воды.
5. Анализ жесткости воды. Знакомятся с целью урока и планом работы. Слайд 6
(цели урока)
Слайд 7
5. Стадия вызова
(5 мин.)
5.1.Определяет работу по плану.
Самая распространенная реклама в нашей стране предлагает нам средство для смягчения воды с целью удаления накипи - порошка Cаlgon.
-Давайте выясним, какое действие жесткая вода оказывает на стиральную машину.
-Предлагает просмотреть рекламу средства для умягчения воды.
5.2Акцентирует внимание обучающихся на действии рекламного продукта.
-Реклама призывает нас: «Добавляйте Calgon при каждой стирке! Он нейтрализует соли жёсткости, предотвращая образование известкового налёта на деталях стиральной машины».
-Насколько верна реклама, стоит ли ей доверять?
5.2. Для того, чтобы разобраться с данным вопросом необходимо изучить состав СМС и порошка средства «Calgon»
Предлагает сравнить состав средства «Calgon» и стиральных моющих средств: «Tide», «Ariel», «Обычного порошка» и сделать вывод.
Каждый ряд сравнивает 1 СМС с порошком «Calgon» .
5.3. Просит обучающихся озвучить результаты сравнения. Слушают и смотрят рекламу
Сравнивают состав средств, записывают выводы в тетрадях, обсуждают в парах. Слайд 7
(реклама)
Слайды 7, 8
6.Стадия реализация плана
(20 мин.)
(10 мин.)
(5мин)
6.1. Предлагает обучающимся сравнить химический состав
Для того, чтобы разобраться с данным вопросом необходимо изучить состав СМС и порошка средства «Calgon»
Предлагает сравнить состав средства «Calgon» и стиральных моющих средств: «Tide», «Ariel», «Обычного порошка» и сделать вывод.
Каждый ряд сравнивает 1 СМС с порошком «Calgon» .
5.3. Просит обучающихся озвучить результаты сравнения
Что же происходит со стиральными машинами во время стирки обычной водой и при добавлении порошка Calgon?
- Рассмотрим химические свойства воды.
Природная вода, растворяет некоторые соли кальция и магния, содержащиеся в недрах земли.
Кроме обычного растворения, вода, содержащая в себе углекислый газ, оказывает на некоторые минералы химическое действие, превращая карбонаты в гидрокарбонаты, растворимые в воде. Поэтому ключевая вода содержит значительное количество ионов кальция и магния. Такая вода называется жёсткой. Вода, содержащая малое количество солей кальция и магния называется мягкой.
6.2. Делает вывод о различиях воды.
6.3.Жесткая и мягкая вода различаются содержанием солей кальция и магния:
1,5-3 мг-экв/л — мягкая
3-6 мг-экв/л — умеренно жесткая
6-9 мг-экв/л — жесткая.
Уровень жесткости воды определяется общим содержанием солей кальция и магния и выражается в мг-экв/л.
6.4.Обращает внимание на таблицу из приложения 1 «Виды жесткой воды» и объясняет правила ее заполнения.
6.5. Продолжает рассказ о видах жесткости.
Растворимые соли – гидрокарбонаты кальция и магния: Са(НСО3)2 и Mg(НСО3)2 при нагревании переходят в нерастворимые СаСО3 и Mg(ОН)2 и удаляются из раствора, а вода становится мягкой. Жесткость, обусловленная наличием гидрокарбонатов кальция и магния, устраняющаяся при кипячении, называется карбонатной или временной.
Её еще можно устранить чисто химическим путём, переведя растворимые гидрокарбонаты в нерастворимые карбонаты при помощи известкового молока (гидроксида кальция, гашеной извести) или соды.
6.5. Предлагает записать уравнения устранения карбонатной жесткости.
6.6. Помимо гидрокарбонатов природная вода содержит сульфаты и хлориды кальция и магния: CaSO4 , MgSO4 , CaCl2 , MgCl2 . Жёсткость, обусловленная наличием этих солей и сохраняющаяся после кипячения воды, называется некарбонатной или постоянной.
Её устраняют действием соды.
6.7. Предлагает продолжить заполнение таблицы и записать уравнения устранения некарбонатной жесткости.
6.8. Суммарное содержание этих солей в воде называется общей жесткостью.
6.9. Делает вывод о свойстве жесткой воды.
Обратите внимание, что во всех рассмотренных уравнениях образуются нерастворимые карбонаты кальция и магния. При удалении этих солей жесткость воды уменьшается.
6.10.Вода играет уникальную роль в природе, с ней связаны все биохимические процессы живых существ.
А какое влияние жесткая вода оказывает на организм человека?
-А какие еще негативные явления связаны с жесткой водой?
Почему же в жёсткой воде мыло не пенится?
Мыла- это натриевые и калийные соли органических кислот. С катионами кальция и магния они образуют нерастворимые соли, и мыло расходуется при этом бесполезно.
6.11.Так как вода оказывает негативное влияние на организм человека, то ее необходимо устранить. Какие способы устранения жесткости мы знаем?
Рассмотрим эти способы подробнее.
6.12. Мы познакомились с жесткостью воды, видами жесткости и способами ее устранения.
А что такое опреснение воды?
Это– методы удаления из нее растворенных солей и других примесей.
Какими способами можно удалить нерастворимые соли из воды?
6.13. Какой состав имеет накипь?
Вернемся к рекламе и попытаемся определить химические способы борьбы с уже образовавшимся известковым налетом?
6.14. Таким образом, накипь по своему составу представляет собой соль: карбонат кальция, а соли вступают в химические реакции с кислотами. Проведем опыт.
Демонстрация опыта: растворение накипи с помощью соляной кислоты.
6.10. Задание. Напишите в молекулярном виде уравнение взаимодействия карбоната кальция с раствором соляной кислоты.
CaCO3 + HCl → CaCl2 + H2 O + CO2 ↑
6.11. Просит обучающихся еще раз вернуться к рекламе и ответить на вопрос:«А нужен ли Calgon?»
- Можно ли использовать соляную кислоту для удаления накипи в стиральных машинах?
- Каким средством можно воспользоваться в домашних условиях для удаления накипи? Слушают сообщение, анализируют информацию, записывают определения.
Заполняют таблицу из приложения1Слушают преподавателя
Заполняют таблицу из приложения1Слушают преподавателя
Заполняют таблицу из приложения1Заполняют таблицу из приложения1Предполагаемый ответ: заболевание суставов, отложение солей, ухудшения вкуса пищи.
-Накипь, плохое растворение мыла
Предполагаемый ответ:
Мыло расходуется на образование осадка.
Предлагают уже известные способы устранения жесткости воды.
Предполагаемый ответ:
удаление нерастворимых соединений
Предполагаемый ответ:
кипячение, вымораживание, фильтрование, добавление известкового молока, соды.
Предполагаемый ответ:
карбонаты.
Делают вывод по результатам эксперимента
Самостоятельно записывают уравнение, а затем сверяют с правильным ответом.
Предполагаемый ответ:
-можно обойтись без него;
-нет, разрушает металл;
- уксусная и лимонная кислоты, сода. Слайд 9
Слайд 10
Слайд 11
Слайд 12
Слайд 13
Слайд 14
Слайд 15
Слайд 16
Слайд 17
Слайд 18
Слайд 19
Слайд 19
(видео)
Слайд 20
Слайд 21 – 25
Слайд 26
(20 мин.)
7. Стадия организации рефлексии

(5мин)
Подведение итогов урока.
(5 мин.)
8. Постановка домашнего задания 6.12.Мы выполнили все пункты нашего плана, осталось только проанализировать информацию по результатам исследовательского проекта.
Дает задание 1: проанализировать информацию о результатах исследовательского проекта группы обучающихся по изучению видов жесткости водопроводной воды (см. приложение 2) таблица 1и ответить на вопрос:
- в чем заключается сущность эксперимента определения жесткости воды?
6.13. Дает задание 2: проанализировать информацию о результатах по определению жесткости водопроводной воды (см. приложение 2) таблица 2и сделать выводы.
6.14. Дает задание 3: проанализировать информацию о результатах по определению жесткости водопроводной воды путем химического анализа (см. приложение 2) таблица 3 и сделать выводы.
6.15. Дает задание 4: проанализировать информацию о результатах по определению анионов в жесткой воде (см. приложение 2) таблица 4 и сделать выводы.
6.16. Дает задание 5: прочитать текст: «Роль жесткой воды», разбить информацию на блоки и ответить на вопрос: «А надо ли избавляться от жесткости воды?» (см. приложение 3)
7.1. Мы рассмотрели все пункты нашего плана, а сейчас давайте ответим на следующие вопросы:
-Укажите мягкую воду
Вода реки Обь
Океаническая вода
Снеговая вода
Ключевая вода
Минеральная вода
-Какое свойство НЕ проявляет жёсткая вода?
Хорошо проводит электрический ток
Полезна для здоровья в больших количествах
Образует накипь при кипячении
Плохо растворяет мыло (мыло плохо пенится)
-Какие вещества можно использовать для смягчения жесткой воды?
Ca(OH)2 и Na 2 CO3
H2SO4 и CaSO4
NaHCO3 и H2SO4
Na2CO3 и H2SO4
-Укажите для каких целей пригодна жесткая вода.
Для охлаждения двигателей внутреннего сгорания
Орошения полей
Для питания паровых двигателей
Стирки белья
-Какое вещество можно использовать для удаления накипи на внутренних стенках чайника?
Пищевую соду
Уксусную кислоту
Поваренную соль
Кальцинированную соду
- Каким способом можно устранить постоянную жесткость воды?
Добавлением соды
Кипячением
Добавлением гашеной извести
Добавлением кислоты
7.2. Задает вопросы:
- какую цель мы сегодня ставили перед собой в начале урока?
- цель достигнута?
Анализирует работу учащихся.
Разъясняет д/з (см. приложение 3 )Предлагает провести эксперимент в домашних условиях: очистить от накипи любой бытовой прибор, описать результаты эксперимента. Читают текст, делают вывод, отвечают на вопрос по таблице1.
Изучают результаты определения жесткости воды по таблице 2 и делают вывод.
Изучают результаты определения жесткости воды путем химического анализа по таблице 3 и делают вывод.
Изучают результаты определения анионов в жесткой воде по таблице 4 и делают вывод.
Читают текст, разбивают информацию на блоки, отвечают на вопрос.
Выбирают ответ в тестовом задании. (3)
Выбирают ответ в тестовом задании. (1)
Выбирают ответ в тестовом задании. (1)
Выбирают ответ в тестовом задании. (2)
Выбирают ответ в тестовом задании. (1,2)
Выбирают ответ в тестовом задании. (1,3) Слайд 27
Слайд 28
Слайд 29
Слайд 30
Слайд 31
Слайд 32
Слайд 33
Слайд 34
Слайд 35
Слайд 36
Слайд 37
Приложение 1
Виды жесткой воды
Вид жесткости Чем обусловленСпособы устранения Уравнения химических реакций
Приложение 2
Информация о результатах исследовательской работы по определению жесткости воды.
Жесткость воды – это совокупность ее свойств, обусловленных содержанием в воде ионов Са 2+ и Мg 2+ в составе растворимых гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов. Жесткость делится на следующие виды:
Виды жесткости
Таблица 1
Вид жесткости Чем обусловлен1.Карбонатная или временная
2. Некарбонатная или постоянная
3. Общая Са (НСО3)2, Мg(НСО3)2
СаСl2, МgCl2, CaSO4, MgSO4
Постоянная и временная вместе
Для определения жесткости воды использовался концентрированный мыльный раствор. В основе эксперимента лежит способность мыльного раствора образовывать устойчивую пену в воде разной жесткости с разной скоростью. Мыльный раствор добавляется к исследуемому образцу по каплям и встряхивается. В качестве эталона берется дистиллированная вода.
Результаты определения жесткости воды
Таблица 2
Образец воды Число капель мыльного раствора Изменения
Вода дистиллированная
2. Вода водопроводная
4. Вода дождевая (снеговая) 3
12
5 Образовалась устойчивая пена

Образовалась устойчивая пена, появился хлопьевидный осадок
Образовалась устойчивая пена
Вывод: Дистиллированная вода не содержит солей. Вода дождевая почти не содержит солей Са 2+ и Мg2+.
Вода водопроводная – жесткая.
Путем химического анализа определили вид жесткости.
Определение вида жесткости
Таблица 3
Образец воды Действие Число капель мыльного раствора Вид жесткости
Водопроводная вода Кипячение 8 Временная и постоянная
Водопроводная вода
добавление кальцинированной соды 5
Временная и постоянная
Вывод: Так как после кипячения уменьшился расход мыльного раствора, то исследуемая вода обладала
карбонатной жесткостью, которая устраняется кипячением.
Са(НСО3)2= СаСО3 + СО2+ Н2О
Чтобы определить, какими солями обусловлена постоянная жесткость воды, для исследования
прокипяченной воды использовали реактивы:
AgNO3, BaCl2.
Определение анионов в жесткой воде
Таблица 4
Образец воды Реактив Изменения
Водопроводная AgNO3
BaCl2 Помутнение
Изменений нет
Вывод: Постоянная жесткость воды обусловлена наличием хлоридов Са 2+ и Mg2+.
СаСl2 + 2АgNO3 = Ca (NO3)2+2 AgCl ↓
Результаты данного анализа могут быть использованы для определения качества воды:
питьевой, технической, минеральной.
Приложение 3
Роль жесткой воды
При стирке белья жесткая вода не только ухудшает качество стираемых тканей, но и приводит к повышенным затратам мыла.
В жесткой воде с трудом развариваются пищевые продукты, а сваренные в ней овощи теряют вкус.
Также плохо заваривается чай.
Жесткая вода не пригодна для использования в паровых котлах: растворенные в ней соли при кипячении образуют на стенках котлах слой накипи, который плохо проводит тепло.
Это приводит к перерасходу топлива, к преждевременному износу котлов, а иногда, в результате
перегрева котла, и к аварии. Также образуется и накипь в чайниках, нагревателях стиральных машин,
что выводит их из строя. Жесткая вода вредна для металлических конструкций, трубопроводов ,
кожухов охлаждаемых машин.
Употребление жесткой воды в пищу приводит к образованию камней в почках.
В природе жесткая вода способствует образованию пещер, сталактитов и сталагмитов.
Д\З: Провести эксперимент в домашних условиях: очистить от накипи любой бытовой прибор, описать результаты эксперимента.
ссылка для скачивания презентации к разработке: https://cloud.mail.ru/public/EY4Z/K4KF2zzmD

Приложенные файлы