Структура урока «Растворение — физико-химический процесс»


СТРУКТУРА УРОКА
ПРЕДМЕТ: ХИМИЯ
АВТОР: Зимина А.И., учитель химии ГБОУ ШКОЛА № 1287, к.п.н.
КЛАСС: 8 класс
АВТОР УМК: О.С. Габриелян
ТЕМА УРОКА: «РАСТВОРЕНИЕ – ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС» («ЕГО ВЕЛИЧЕСТВО РАСТВОР»)
ТИП УРОКА: урок - исследование
ЦЕЛИ УРОКА
образовательные:
организовать деятельность учащихся по усвоению
понятий: раствор, растворение, растворитель, растворенное вещество, гидраты и кристаллогидраты, кристаллизационная вода;
знаний: физическая и химическая теории растворов, тепловые явления при растворении.
организовать деятельность учащихся по формированию
умений: определять температуру раствора с помощью датчика температуры цифровой лаборатории;
навыков: безопасной работы в химическом кабинете при работе с химическими реактивами;
воспитательные: способствовать формированию ответственного отношения к учению, готовности и мобилизации усилий на безошибочное выполнение заданий;
развивающие: формировать умения планировать, контролировать и оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей и условиями реализации

ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
предметные: давать определения изученных понятий: раствор, растворение, растворитель, растворенное вещество, гидраты и кристаллогидраты, кристаллизационная вода; физическая и химическая теории растворов, тепловые явления при растворении.
проводить химический эксперимент с использованием цифровой лаборатории;
личностные: в ценностно-ориентационной сфере чувство гордости за российскую химическую науку, гуманизм, отношение к труду, целеустремленность, в трудовой сфере готовность к осознанному выбору дальнейшей образовательной траектории,
в познавательной умение управлять своей познавательной деятельностью;
метапредметные: использование различных источников для получения химической информации.

МЕЖПРЕДМЕТНЫЕ СВЯЗИ: информатика, физика.
ФОРМЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ: фронтальная, индивидуальная, групповая.
ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ: деятельностный способ обучения, лабораторная работа.
РЕСУРСЫ: ПК учителя, презентация по теме, цифровые лаборатории, датчики температуры цифровой лаборатории, рабочие листы к лабораторной работе.
РЕАКТИВЫ И ОБОРУДОВАНИЕ: концентрированная H2SO4, NaOH кр., NH4NO3 кр., KMnO4 кр, CuSO4
·5 H2O кр., CuSO4 безв. кр., Na2CO3
·10 H2O кр., Na2CO3 безв. кр., KNO3, KCl, NH4Cl, MgSO4, спиртовый раствор иода, одеколон;
- стаканчики, шпатели, стеклянные палочки, подносы.
СТРУКТУРА УРОКА


Дидактическая задача
Содержание этапа
Метод, форма


I. Организационные моменты(1 мин)

I
Организация рабочего места, правила ТБ
Проверка наличия тетрадей, рабочих листов к уроку,
наличия оборудования на рабочих местах.
Повторение правил по технике безопасности при работе в кабинете химии
Фронтальная форма
организации работы.

II. Актуализация знаний (4 мин)


1.Актуализация знаний о роли растворов в природе, науке, технике, значении растворов в происхождении жизни на Земле.
2. Повторение понятий:
-раствор;
-растворитель;
-растворенное вещество;
3.Расширить знания учащихся о классификации растворов (по агрегатному состоянию, по растворителю)
4. Мотивация учащихся на изучение нового материала.
На слайде презентации слова «Corpora non agent nisi fluida»
· тела (вещества) не реагируют, если они не растворены. Так считали в древние времена алхимики.
Одной из основных задач алхимии считалось открытие алкагеста
· «универсального растворителя», в котором растворялось бы любое вещество Поиски алкагеста прекратились, когда догадались, что такое вещество просто не в чем будет держать: ведь оно по определению должно растворять любую посуду. Правда, есть одно довольно распространенное вещество, которое могло бы претендовать на роль универсального растворителя. Это
· обыкновенная вода.
Учитель раскрывает роль растворов в природе, науке и технике.
Значение растворов в возникновении и развитии жизни на Земле.
Повторение понятий: раствор, растворитель, растворяемое вещество.
Понятие растворы связано не только с водой, но и с другими растворителями.
Есть спиртовые растворы (например, раствор иода в спирте – иодная настойка, одеколон, лекарственные настойки)
Классификация растворов (твердые, жидкие, газообразные)
.
Фронтальная работа.
Беседа.
Совместная деятельность учитель- ученик
Презентация POWER POINT

III. Целеполагание (5 минут)


1.Подведение учащихся к определению дидактической цели урока: формулированию гипотезы о сущности процесса растворения, экспериментальной проверке выдвинутой гипотезы
2.Формулировка целей и задач урока:
«Растворение является физическим или химическим явлением. Если химическое явление, то как это можно доказать?»
3. Повторение понятий:
-физическое и химическое явления;
- признаки химических реакций;
- экзотермические и эндотермические реакции;
4. Выявление признаков отличия между смесью и раствором.

Давайте разберемся, что происходит при смешивании веществ?
В зависимости от природы веществ и условий, в которых осуществляется операция смешивания, возможны три предельных случая
1.Вещества не изменяются. Образуется механическая смесь. Ее состав переменный, вы можете получать такие смеси, смешивая вещества в любых соотношениях.
Демонстрация 1. Демонстрация получения смеси растительного масла и воды.
Вывод: образуется смесь переменного состава и ее можно разделить на исходные вещества нехимическим способом.
Повторение понятий: физическое явление и его признаки, разделение смесей.
2. Произойдет химическая реакция. При смешивании вещества будут взаимодействовать в определенных соотношениях (действует закон постоянства состава). В результате образуется новое вещество.
Демонстрация 2. Взаимодействие гидроксида натрия (в присутствии фенолфталеина) с соляной кислотой (с измерением температуры).
Повторение понятий: химическое явление, сущность химического явления, признаки химической реакции.
Видеоопыт 1. [2]

При перемешивании растительного масла с водой не происходит изменения состава веществ, мы наблюдаем физическое явление. Добавляем к раствору хлорида бария разбавленную серную кислоту - образуется осадок, происходит химическое явление. Физические и химические явления растительное масло с водой и раствор хлорида бария с серной кислотой
Суть химического явления в изменении состава веществ. Физические явления протекают без изменения состава веществ. Выделение газа, изменение цвета или появление осадка , изменение температуры системы указывают на превращения веществ химические явления
3. Образуется раствор
Как происходит растворение веществ?
Для этого понаблюдаем, как растворяется добавленный в чай сахар.
Демонстрация 3. Демонстрация растворения сахара в воде
Сопровождается слайдом презентации. Молекулы сахара (белые кружочки), находящиеся на поверхности кристалла сахара, окружены молекулами воды (темные кружочки). Между молекулами сахара и воды возникают водородные связи, благодаря которым молекулы сахара отрываются от поверхности кристалла.
Если раствор перемешивать, то диффузия происходит интенсивнее и растворение сахара идет быстрее. Молекулы сахара распределяются равномерно и раствор становится одинаково сладким по всему объему.
Отличие раствора от смеси в том, что частицы составных частей распределяются в нем равномерно, и в любом микрообъеме такой смеси состав одинаков.
Проблемный вопрос: «Растворение
· это физический или химический процесс?»
Гипотеза 1. Растворение
· физический процесс. При перемешивании вещества с водой (растворителем) не происходит изменения состава вещества. Образуется однородная смесь переменного состава, которую можно разделить на составные части нехимическим способом.
Гипотеза 2. При растворении происходит не только физическое, но и химическое взаимодействие веществ. При растворении происходит не только перемешивание (физический процесс), но и образование нового вещества (химический процесс). Признаком химических реакций будут: изменение цвета, выделение или поглощение теплоты и другие. Физическим процесс может считаться потому, что образование раствора не подчиняется стехиометрическим отношениям, образующийся раствор можно разделить нехимическим способом на составные части.
Формулировка целей и задач урока:
«Растворение является физическим или химическим явлением. Если химическое явление, то как это можно доказать?»
Фронтальная работа.
Беседа.
Проблемный метод
Совместная деятельность учитель-ученик
Презентация POWER POINT

IV Изучение нового материала (10 минут)


1.Организовать деятельность учащихся на усвоение знаний:
-физической и химической, физико-химической теории растворов
-процессах, происходящих при растворении;
-признаках химических реакций при растворении (выделение/поглощение тепла, изменение цвета)
2. Понятий; гидраты, гидратация, кристаллогидраты
3.Формировать умения составлять формулы кристаллогидратов
4. Объяснение причин экзо- или эндотермических явлений при растворении.
5. Формировать метод познания: умение наблюдать и описывать наблюдения
6. Формулировка вывода «Растворение
·физико-химический процесс»

Учитель рассказывает о развитии представлений о растворении веществ в воде, об исследовании растворов М.В.Ломоносовым, о физической теории растворов (С.Аррениус, Я. Вант-Гофф, В. Оствальд); химической теории (Д.И.Менделеева). Сторонники физической теории считали, что в растворе вещества распадаются на отдельные ионы, а вода лишь среда для размещения ионов и молекулы воды ведут себя совершенно независимо. Согласно химической теории растворов (докторская диссертация Д.И.Менделеева «О соединении спирта с водой» 1865г.) в растворе происходит не механическое распределение частиц, а вполне определенное взаимодействие, обусловленное слабыми силами химического взаимодействия. Однако, Д.И.Менделеев предсказывал, что «две указанные стороны растворения приведут к общей теории растворов, потому что одни общие законы управляют как физическими, так и химическими явлениями»
Дает определения растворения и растворов с т.з. физической и химической теорий (растворение – это процесс диффузии, а растворы – это однородные смеси);
химической (растворение – это процесс химического взаимодействия растворяемого вещества с водой - процесс гидратации, а растворы – это соединения – гидраты);
и физико-химической теорий растворов (растворение – это физико-химический процесс, При объяснении материала можно использовать материалы ФЦИОР [12,13]:
Демонстрационные опыты Признаки химического взаимодействия при растворении.
1.Тепловые явления при растворении
Экзотермические реакции
Демонстрация 4. Демонстрация растворения серной кислоты (или гидроксида натрия) в воде
Измерение температуры термоскопом. Дать потрогать учащимся химический стакан.
Видео 2. Тепловые явления при растворении [3].
Эндотермические реакции
Д 5. Демонстрация растворения NH4NO3 в химическом стакане, влажном снаружи, он примерзает к мокрой деревянной подставке.
2. Изменение цвета
Демонстрация 6. Растворение безводного белого сульфата меди (II) CuSO4 в воде
Видео 3. Образование и разрушение кристаллогидратов [4]
Демонстрация слайда
Кристаллогидраты CuSO4
·5H2O медного купороса
Сода кристаллическая Na2CO3
·10H2O
Вопрос. Почему растворение NaOH (гидроксида натрия) или H2SO4 (серной кислоты) происходит с выделением энергии, а растворение NH4NO3 происходит с поглощением энергии?
Объяснение учителя
При растворении происходит:
1.Образование новых химических связей (растворитель
· растворенное вещество). При образовании кристаллогидратов выделяется энергия. Экзотермическая реакция.
2.Разрушение химических связей. На разрушение химической связи затрачивается энергия. Эндотермическая реакция.
3.Распределение частиц (диффузия) физический процесс без изменения энергии.
Молекулы воды из гидратной оболочки иногда могут вступать в химическую реакцию с растворенным веществом, образуя уже настоящее химическое соединение с постоянным составом, которые можно выделить из раствора, осторожно упаривая воду. Эти соединения называются кристаллогидратами.
Приведенные факты говорят о том, что растворение не является чисто физическим явлением, хотя и можно вернуть растворенное вещество в неизменном виде путем выпаривания растворителя. Казалось бы – нет изменения вещества – нет и химических превращений. На самом деле при выпаривании растворов происходит разрушение гидратов (реакция разложения) и вновь образуется кристаллическое вещество.
Таким образом, и растворение вещества и выпаривание раствора имеют признаки химических реакций.
Главное, что в самом растворе вещество находится в качественно новом состоянии – в виде гидратов.
Выдающиеся русские химики В.А. Кистяковский и И.А. Каблуков соединили физическую и химическую теорию растворов. В своей диссертации «Современные теории растворов» И.А.Каблуков писал: «По нашему мнению, вода разлагает молекулы растворенного вещества на отдельные ионы, но при этом образующиеся ионы соединяются с водой в более сложные группы»
Формулировка вывода:
Процесс растворения сочетает в себе физический процесс (дробление до молекул) и химическое взаимодействие компонентов.
Главное, что в самом растворе вещество находится в качественно новом состоянии – в виде гидратов. Поэтому растворение следует считать не физическим, а физико-химическим процессом растворение следует считать физико-химическим процессом.

1.Фронтальная работа. Совместная деятельность учитель -ученик
Презентация POWER POINT









V. Совершенствование знаний, умений, навыков (14 минут)


1.Формировать умения делать выводы и объяснять результаты опытов и наблюдений на основе имеющихся знаний
2. Сформировать представление о методах измерения температуры;
3.Сформировать представление о принципе работы датчика температуры (первоначальные сведения)


4.Сформировать умения определять температуру с помощью датчика
регистратора данных NOVA5000.
5. Формировать умения
выявлять причинно-следственные связи.




Практическая часть. Химический эксперимент с ЦЛ
В урок можно включить обсуждение методов измерения температуры. Учащимся можно предложить определить изменение температуры при растворении небольшой навески соли с помощью термометра и датчиков температуры . Анализируя возможности традиционного термометра, учащиеся приходят к выводу, что эту задачу целесообразнее решить с помощью датчиков температуры цифровой лаборатории. Кроме того эффективность исследования повышается, так как учащиеся могут наблюдать динамику процесса изменения температуры .
Объяснение учителя принципа работы датчика температуры.
Основное свойство тепловой энергии
·чем большее ее в материале, тем быстрее «носятся» атомы и молекулы внутри материала (например металлического провода)[1], тем больше они мешают проходить по нему электрическому току. Решетки атомов металлов оказывают сопротивление току электронов. Если температура датчика растет, то каждый атом в решетке начинает вибрировать сильнее, решетки становятся гораздо подвижнее, все чаще попадаясь на пути движущихся электронов. Когда вы включаете датчик температуры к компьютеру
·он посылает через датчик электрический ток
·поток электронов. Компьютер может вычислить, насколько трудно току проходить через датчик. Это сопротивление току компьютер должен перевести в привычные нам градусы Цельсия. Для использования датчик надо откалибровать, поместив сначала в тающий лед, потом в теплую воду, потом в кипящую воду. Во всех случаях компьютер запомнит, какое сопротивление току соответствует какой температуре, и на основании этих данных создаст собственную температурную шкалу.
Можно предложить (по желанию) отдельным группам измерить температуру обычным термометром, а затем сравнить результаты.
Лабораторные опыты учащихся
Задание. Установите опытным путем, экзотермичны или эндотермичны процессы растворения в воде выданного вам вещества.
Каким образом отразится на температуре добавление второй порции соли.
Учащиеся должны:
наблюдать динамику изменения температуры при растворении двух навесок соли (2г и 1г) в воде;
сохранить данные измерений на компьютере;
зарисовать график изменения температуры от времени в специальном поле рабочего листа;
сделать выводы о тепловом эффекте процесса (экзо или эндотермический)

1.Фронтальная работа. Проблемный метод
Презентация POWER POINT


















2.Лабораторные опыты учащихся. Работа с компьютером NOVA5000. Презентация POWER POINT
Парная работа и индивидуальная
Частично-поисковый метод.


VI. Рефлексия(10 минут)


Закрепление знаний, коррекция, рефлексия. Формировать умения делать выводы и объяснять результаты опытов и наблюдений на основе имеющихся знаний.
Формировать умения
выявлять причинно-следственные связи.


Вопросы для обсуждения
1.К какому типу реакции (экзо- или эндотермической относится растворение соли.
2. Как изменяется температура раствора при растворении в воде большего количества соли?
3. В чем преимущество (а может быть недостатки) применения датчиков цифровой лаборатории перед термометром

Вопросы для защиты лабораторной работы (рабочий лист)
по вариантам (А, В)
1а. Эффект, сопровождающий растворение серной кислоты в воде:
а) выделение теплоты;
б) выделение газа;
в) поглощение теплоты;
г) изменение окраски
1б. Эффект, сопровождающий растворение гидроксида натрия в воде
а) выделение теплоты;
б) выделение газа;
в) поглощение теплоты;
г) изменение окраски
2а. При образовании раствора всегда происходит
а) только выделение теплоты;
б) только поглощение теплоты;
в) выделение или поглощение теп
г) нет изменений
2б. Процесс образования раствора:
а) экзотермический;
б) эндотермический;
в) бывает как экзо так и эндотермический;
г) не сопровождается тепловым эффектом;
3. Образец. На 1 моль сульфата цинка приходится 7 моль воды. Формула ZnSO4
·7H2O
3а. Железный купорос (На 1 моль сульфата железа (II) приходится 7 моль воды) Формула_____________________
3б. Гипс (На 1 моль сульфата кальция приходится 2 моль воды)
Формула___________________
4а. Что служит доказательством химического взаимодействия растворенного вещества с водой:
однородность раствора;
неоднородность раствора;
тепловые явления при растворении;
большая растворимость вещества
4б. Существование каких солей служит косвенным доказательством гидратации:
гидратов;
карбонатов;
кристаллогидратов
хлоридов

Домашнее задание
Выполните тест «Растворение –физико-химический процесс»
Дополнительно
Сайт Алхимик. Растворы и растворимость
Mmlab.chemistry.310i.oms. Развитие представлений о растворении
Mmlab.chemistry.311i.oms. Растворение как физико-химический процесс
1. Творческое задания №1 [19,С.19]. Растворение некоторых веществ в воде сопровождается сильным поглощением тепла. Это явление используют для местного охлаждения, в частности, для создания индивидуальных пакетов, применяющихся при лечении травм и ушибов на спортивных состязаниях, вместо обычного льда. Подберите вещества, которые можно использовать для наполнения охлаждающего пакета. Каким требованиям они должны удовлетворять? Предложите конструкцию такого пакета, изготовьте его и проверьте в действии.

2. Творческое задание № 2 [19, С.18- 19].В 1908 году во Франции была построена подводная лодка «Шарль Браун» с оригинальной, единой для надводного и подводного хода энергетической установкой. Образующееся в топках тепло при движении лодки в надводном положении аккумулировалась содой (Na2CO3
·10 H2O). Перед погружением горение в топках прекращалось, а нагревание воды в котлах продолжалось за счет химической реакции. Вода превращалась в пар, необходимый для работы паровой машины, благодаря чему лодка была способна преодолеть в погруженном состоянии в 6 миль.
Какие процессы ответственны за аккумулированиие тепла и за последующую его отдачу? Проверьте ваши предположения экспериментально. Какие вещества, кроме соды, по вашему мнению, пригодны для аккумулирования тепла

Совместная деятельность учитель-ученик.



Индивидуальная работа.

Проверка ответов на вопросы.

Метод упражнений.

































Индивидуальная работа учащихся

Литература
Беренфельд Б.С. Глобальная лаборатория. Книга для учителя. 5 класс. , с.242
Видеоопыт 1. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Доступно на сайте [Электронный ресурс]. URL: http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/2e9bf9ca-1daa-797a-0e95-c85aba12ad0f/index.htm
Видеоопыт 2. Растворение веществ с выделением тепла. Доступно на сайте [Электронный ресурс]. URL: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Видеоопыт 3. Образование и разрушение кристаллогидратов. Доступно на сайте [Электронный ресурс]. URL: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Габриелян О.С.Химия. 8 кл. В 2 ч. Ч.2: учеб. для общеобразоват. учреждений/ О.С.Габриелян.- М.:Дрофа,2008. – 128 с.: ил.
Габриелян О.С. Настольная книга учителя. Химия 8 класс/ О.С. Габриелян, Н.П. Воскобойникова, А.В. Яшукова. – М.: Дрофа, 2002.-416с
Габриелян, О.С. Химия в тестах, задачах, упражнениях.8-9 классы: учеб. пособие для общеобазоват. учреждений / О.С.Габриелян, Н.П.Воскобойникова.- М.: Дрофа, 2005.-350 с.
Габриелян, О.С. Химия. 8 кл. : рабочая тетрадь к учебнику О.С.Габриеляна «Химия.8» / О.С.Габриелян, А.В.Яшукова.- 6-е изд., стереотип.- М.:Дрофа, 2006. – 176 с.: ил.
Горковенко М.Ю. Поурочные разработки по химии: 8 класс. – М.:ВАКО,2007.-368 с.
Гузей Л.С. Химия.8 класс.Учеб. для общеобразоват.учреждений/Л.С.Гузей, В.В.Сорокин, Р.П.Суровцева.-9-е изд.,перераб.- М.:Дрофа,2003. – 228с.: ил.
Гузей Л.С., Суровцева Р.П. Химия. Вопросы, задачи, упражнения. 8-9 кл.: Учеб. пособие для общеобразоват. Учреждений. – М.:Дрофа,2001.- 288 с.: ил.
Информационный модуль ФЦИОР. Развитие представлений о растворении. mmlab.chemistry.310i.oms
Информационный модуль ФЦИОР Растворение как физико-химический процесс . mmlab.chemistry.311i.oms
Краузер Б, Фримантл М.Химия. Лабораторный практикум: Уч. пос.: Пер. с англ./Под ред.Д.Л. Рахманкулова.- М.:Химия,1995.- 320с.ил.
Мануйлов А.В. , Родионов В.И. Основы химии. Электронный учебник [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Цифровая лаборатория Архимед. Версия 3.0.Методические материалы. Институт Новых технологий.М.2007
Энциклопедия для детей. Том 17. Химия./Глав.ред. В.А.Володин.
·М.: Аванта+.2000.
· 640 с.: ил.
Толлингерова Д. Г., Голоушева Д., Канторкова Г. Психология проектирования умственного развития детей / Под ред. В. Я. Ляудис. М; Прага. 1994.
Оржековский П.А., Давыдов В.Н., Титов Н.А. Экспериментальные творческие задания по неорганической химии: Книга для учащихся. (Методическая библиотека.)
·М.АРКТИ, 1998
·48с.














HYPER13 PAGE HYPER1411HYPER15








Заголовок 3HYPER15Основной шрифт абзаца

Приложенные файлы

  • doc fale19
    Структура урока "Растворение - физико-химический процесс"
    Размер файла: 111 kB Загрузок: 7