Методика викладання хімії в середній школі
Міністерство освіти і науки України
Дніпропетровський національний університет ім. О.Гончара
Хімічний факультет
Кафедра аналітичної хімії
Курсовий проект з педагогічного практикуму:
Методика викладання хімії в середній школі
Виконавець
студентка групи
ХФ-09-с2Рубльова Є.Д.
Керівник практики
доцент, к.х.н. Чмиленко Т.С.
2009
Урок № 1
Тема уроку
Періодичний закон та будова атому. Склад атомних ядер. Ізотопи як різновид атомів хімічних елементів
Тип уроку
Урок закріплення, вдосконалення і застосування теоретичних знань і умінь
Мета уроку
Освітня•Систематизувати і узагальнити знання по темі: «Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва»
•Виявити недоліки в знаннях по даній темі.
Розвиваюча•Розвиток умінь і навиків самостійно працювати з літературою, уміння аналізувати, порівнювати, узагальнювати і робити виводи, виступати перед аудиторією.
•Формування основних учбових компетенцій: учбової, комунікативної, особової.
Виховна•Виховання поваги чужої думки, здібності працювати в групі.
•Формування правильної самооцінки учнів.
•Виховання потреби в знаннях, підвищення пізнавальних інтересів.
Метод уроку
Словесно-діалогічний, семінар
ОбладнанняПеріодична таблиця Д.І.Менделєєва
Література
Лашевська Г.А. Хімія: 9 кл.: Підручник для загальноосвіт. навч. закл. – К.: Генеза, 2009. – 280 с.
Бонифатий М.К. Микроанатомия великого открытия. К 100-летию закона Менделеева. – М.: Наука, 1970. – 248 с.
Етап Зміст Час
Організаційна частинаДобрий день діти! Сідайте будь ласка. Хто сьогодні черговий? 2 хв
Актуалізація теми урокуЗ перших уроків хімії ви широко використовували таблицю Д. І. Менделєєва. Вона наочно демонструє, що всі хімічні елементи, взаємозв'язані і підкоряються загальним закономірностям, що випливають з будови атомів. Тому сьогодні, під час бесіди, ми згадаємо періодичний закон та будову атому, це допоможе виявити недоліки у знаннях та позбутися їх. 3 хв
Перевірка домашнього завданняТа перш ніж ми перейдемо до нашої бесіди перевіримо як ви відповіли на питання, що були задані вам додому
Що таке речовина? Речовина́ — це вид матерії, яка на відміну від поля, характеризується масою.
Що таке хімічний елемент? Хімічний елемент — тип атомів з однаковим зарядом атомних ядер і певною сукупністю властивостей.
Що таке молекула? Моле́кула — здатна до самостійного існування найменша частинка простої або складної речовини, що має її основні хімічні властивості, які визначаються її складом та будовою.
Що таке атом? А́том — найменша частинка з якої складається та чи інша річ, речовина чи система і яку в даній науковій теорії зручно розглядати як неподільну.
Потрібно виконати ще три індивідуальні завдання, результатами яких ми скористаємося декілька пізніше, а саме: оформити на дошці характеристики натрію, алюмінію і сірки по ПСХЕ.7 хв
Основна частинаДо 60-х рр. XIX ст було відомо близько 60 хімічних елементів, і багато вчених стали замислюватися над їх систематизацією. Наприклад, німецький хімік І.В.Деберейнер складав «тріади» з схожих по властивостях елементів: литий–натрий–калий, дуже активні метали сріблисто-білого кольору, мимоволі окислюються на повітрі, взаємодіють з водою з виділенням водню і утворенням лугу; хлор–бром–йод, сильні окислювачі, молекули їх двухатомны.
Французький хімік А.Е.Б. де Шанкуртуа склав «спіраль життя», розташувавши відомі хімічні елементи по спіралі, описаній довкола циліндра так, щоб схожі по властивостях елементи виявилися один під одним.
Англійський хімік Дж.А.Р.Ньюлендс запропонував «закон октав» – він дуже любив музику, вважав, що в природі все підвладно музичній гармонії і подібне у властивостях хімічних елементів повинно повторюватися, як в музичній октаві, через сім елементів на восьмому. Ньюлендс розташував хімічні елементи в порядку зростання атомної ваги (маси) так, щоб схожі по властивостях елементи знаходилися один під одним. Його система зовні схожа на менделеевскую, і Ньюлендс намагався довести власний пріоритет у відкритті періодичної системи. Схожа на менделеевскую і система елементів німецького хіміка Л.Ю.Мейера, що спирався в систематизації не лише на зростання атомної ваги і подібність властивостей, але і на валентність.
У чому ж корінна відмінність періодичної системи хімічних елементів Д.І.Менделєєва від систематизацій інших хіміків?
Визначаючи місце хімічного елементу в системі, Дмитро Іванович спирався на всі відомі на той час властивості елементів і їх з'єднань. Він виписував все відомо про елемент і його з'єднання на окремі картки і аналізував різні варіанти взаємного розташування хімічних елементів, враховуючи весь комплекс їх властивостей. На відміну від інших хіміків він передбачив існування ще невідомих тоді науці хімічних елементів і залишив для них порожні місця – всього 12. Для трьох хімічних елементів Менделєєв детально передбачив їх властивості. Він назвав ці елементи «экаалюминий», «экабор» і «экасилиций» (приставка «ека» означає «подібний»).
Які події сприяли визнанню періодичного закону?
Перш за все це відкриття тих елементів, існування і властивості яких були передбачені Д.І.Менделєєвим. У 1875 р. молода французька спектроскопія П.Е.Лекок де Буабодран виділив з мінералу, здобутого в Піренейських горах, новий елемент, названий їм галієм. Властивості галію збіглися з властивостями «экаалюминия». У 1879 р. шведський хімік Л.Ф.Нільсон відкрив елемент скандій, властивості якого збіглися з властивостями «экабора». У 1886 р. німецький хімік К.А.Вінклер відкрив елемент германій – «экасилиций».
Періодичний закон піддався двом дуже серйозним перевіркам «на міцність». Перша з них пов'язана з відкриттям інертних газів. Для інертних газів в періодичній системі місця передбачено не було, але відповідно до своїх властивостей вони утворили в ній додаткову, «нульову» групу. Перший з інертних газів, гелій, був спочатку відкритий методом спектрального аналізу в спектрі сонячних протуберанців (1868), і лише опісля більше 25 років інертні гази були виділені з повітря англійськими фізиками і хіміками Дж.У.Релєєм і У.Рамзаєм.
Друге випробування виявилося ще серйознішим, оскільки ставило під сумнів саму основу періодичності – атомну масу. У 1913 р. англійський радіохімік Фредерік Содді, вивчаючи радіоактивний розпад, відкрив існування елементів з однаковими властивостями, але різною атомною масою. Як називаються такі елементи?
Ізотопи
Какова современная модель строения атома? Какие ученые внесли вклад в ее создание?
Завдяки дослідам Ернеста Резерфорда по розсіюванню а-часток золотою фольгою в 1913 р. затвердилася планетарна модель будови атома: у центрі – позитивно заряджене ядро, розміри якого в ~100 000 разів менше розмірів атома, а довкола ядра по кругових орбітах обертаються негативно заряджені електрони. Сумарний заряд електронів збігається із зарядом ядра, тому атом в цілому электронейтрален. Відповідно до постулатів Н.Бора електрони можуть знаходитися лише на дозволених (стаціонарних) орбітах. Знаходячись на стаціонарній орбіті, електрон енергію не випромінює. Під час переходу електрона з однієї стаціонарної орбіти на іншу відбувається виділення або поглинання енергії.
Експериментально визначаючи частоти рентгенівських випромінювань атомів, учень Резерфорда англійський фізик Генрі Мозлі встановив лінійну залежність квадратного кореня з цих частот від атомних (порядкових) номерів хімічних елементів. Згідно ж гіпотезі А. ван ден Брука (1913) порядкові номери хімічних елементів дорівнюють зарядам ядер атомів. Заряд ядра атома хімічного елементу визначається кількістю протонів в ядрі атома. Так визначився фізичний сенс порядкового номера – не лише положення хімічного елементу в періодичній системі, але і заряд ядра його атома, число протонів в ядрі і загальне число електронів в атомі.
У 1932 р. англійський фізик-експериментатор Ч.Дж.Чедвік і радянський фізик-теоретик Д.Д.Іваненко практично одночасно прийшли до виводу про існування усередині атомних ядер ще одного вигляду часток – нейтронів з масою, приблизно рівній масі протона, але що не мають заряду. Як визначити кількість нейтронів в ядрі атома?
З атомної маси відняти порядковий номер елементу.
Як пояснити з позицій теорії будови атома існування ізотопів?
Мають однаковий заряд ядра, тобто однакове число протонів в ядрі, але різне число нейтронів і, отже, різну атомну масу.
Який фізичний сенс номера періоду в періодичній системі хімічних елементів Д.І.Менделєєва?
Число енергетичних рівнів в атомі хімічного елементу.
Що таке періоди в періодичній системі хімічних елементів Д.І.Менделєєва?
Горизонтальні ряди хімічних елементів, розташованих в порядку зростання атомних мас, що починаються лужними металами і що закінчуються інертними газами.
Якими бувають періоди в періодичній системі хімічних елементів Д.І.Менделєєва?
Малі і великі. Малі періоди – перший (два елементи), другий і третій (по вісім елементів). Останні періоди – великі, тобто складаються з двох лав елементів. У парних рядах великих періодів знаходяться лише метали, в їх атомах, окрім лужних і лужно-земельних металів, заповнюються не зовнішні енергетичні рівні, а
d- і f-подуровни передзовнішніх енергетичних рівнів, тому металеві властивості «згасають» повільно. Непарні ряди великих періодів починаються металами, але не лужними, потім металеві властивості різко слабшають, неметалічні посилюються до галогенів.
Що таке групи?
Вертикальні ряди хімічних елементів з однаковою електронною конфігурацією валентних електронів.
За якою ознакою групи діляться на головні і побічні підгрупи?
У головних підгрупах знаходяться хімічні елементи і малих, і великих періодів. У їх атомах заповнюється зовнішній енергетичний рівень, і номер групи збігається з числом електронів на зовнішньому (валентному) енергетичному рівні. У побічних підгрупах знаходяться хімічні елементи лише великих періодів, в їх атомах заповнюються d- і f-подуровни передзовнішніх енергетичних рівнів, і на зовнішньому рівні зазвичай міститься два електрони (виключення – Cr, Cu, Ag, Au – 1 e).
Як міняються властивості хімічних елементів в групах і чому?
Металеві властивості посилюються, неметалічні слабшають, оскільки на зовнішньому енергетичному рівні число електронів не міняється, а радіус атома збільшується.
Як міняються властивості хімічних елементів в періодах і чому?
Металеві властивості слабшають, неметалічні посилюються, оскільки зростає число електронів на зовнішньому енергетичному рівні атомів і зменшується атомний радіус. (Ілюструє цей вивід підготовленими на дошці характеристиками хімічних елементів.)
Чому лантаноїди і актиноїди винесені за рамку періодичної системи?
У їх атомах заповнюється третій від кінця енергетичний f-подуровень. Зміна електронної будови цього енергетичного підрівня майже не відбивається на властивостях хімічних елементів, в хімічному відношенні лантаноїди і актиноїди – близнята. Тому поміщати їх в період періодичної системи хімічних елементів Д.І.Менделєєва, де передбачається згасання металевих властивостей, було б невірно.
Чому у водню два положення в періодичній системі?
В атома водню всього один електрон на першому енергетичному рівні, і до його завершення не вистачає одного електрона. Атом водню здатний і віддавати один електрон, як атоми лужних металів (у реакціях з неметалами), і приймати один електрон, як атоми галогенів (у реакціях з лужними і лужно-земельними металами).
У чому причина періодичного повторення властивостей елементів і їх з'єднань?
Повторюється електронна будова зовнішнього енергетичного рівня, а саме це визначає властивості.
Яке сучасне формулювання періодичного закону?
Властивості хімічних елементів і їх з'єднань знаходяться в періодичній залежності від зарядів ядер їх атомів.
Чи можливе існування елементів, передуючих водню в періодичній системі?
Ні, оскільки менше одного протона в ядрі атома бути не може.
Чи передбачається межа для періодичної системи?
Передбачається, що періодична система міститиме приблизно 160 хімічних елементів. Крупніші ядра вступатимуть у взаємодію з електронами першого енергетичного рівня, що приведе до утворення нових ізотопів вже існуючих елементів. 28 хв
Закінчення урокуДуже добре діти. Ви відмінно підготувались до сьогоднішньої бесіди. Давайте підіб’ємо підсумки сьогоднішнього уроку. Отже, періодичний закон і його наочне вираження – періодична система хімічних елементів – є містком в мікросвіт, дозволяють без складних приладів визначати будову атома, упевнено передбачати властивості хімічних елементів і їх з'єднань, характеристики атомів, включаючи атомні маси. Вчення про періодичність яскраво ілюструє закони діалектики:
1) закон переходу кількісних змін в якісних: зміна числа електронів на зовнішньому енергетичному рівні веде до зміни властивостей хімічного елементу і його з'єднань;
2) закон єдності і боротьби протилежностей: електрон поєднує властивості частки (заряд і маса) і хвилі (дифракція і інтерференція) – це так званий корпускулярно-хвильовий дуалізм;
3) закон заперечення заперечення: у електронній структурі атома лужного металу калія повністю повторюється електронна структура атома інертного газу аргону, але висока хімічна активність калія повністю заперечує інертність аргону.
Періодичний закон відноситься до фундаментальнейшим законів природи і найбільших відкриттів людства.5 хв
Урок № 2
Тема уроку
Електролітична дисоціація кислот, лугів, солей. Електроліти і неелектроліти
Тип уроку
Урок засвоєння нових знань і умінь
Мета уроку
Освітня•Вивчити сутність процесу електролітичної дисоціації.
•Дати поняття про електроліти і неелектроліти
Розвиваюча•Розвиток вміння аналізувати хімічний експеримент, робити висновки.
•Розвити інтерес до предмета, та хімічного експерименту.
Виховна•Показати величезне практичне значення розчинів в житті людини, в навколишньому середовищі, биту і техніці
•Виховати працьовитість; комунікативні навики; відповідальність і пошана до себе і до оточуючих.
Метод уроку
Словесно-наглядний, демонстраційний експеримент, лекція
ОбладнанняТермометри, хімічні стакани, пробірки, пробіркотримачі, прилад для перевірки електричної провідності розчинів, фенолфталеїн, метилоранж. Розчини сірчаної кислоти і лугу, сульфат міді безводний, вода, аміачна селітра. Таблиця «Схема розчинення і електролітичної дисоціації сполук з іонним і ковалентним полярним зв'язками». Модель кристалічної решітки хлориду натрію.
Література
Лашевська Г.А. Хімія: 9 кл.: Підручник для загальноосвіт. навч. закл. – К.: Генеза, 2009. – 280 с.
Попель Л.Л., Крикля Л.С. Хімія. Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів. 9 клас. – К.: Академія, 2009. – 168 с.
Організаційна частина
Добрий день діти! Сідайте будь ласка. Хто сьогодні черговий? 2 хв
Актуалізація теми урокуНа попередньому уроці ми визначили, що розчин – це однорідна система, що складається з розчинника і часток розчиненої в нім речовини, та продуктів їх взаємодії. Пригадаємо ознаки хімічних реакцій. Зміна забарвлення, виділення газу, випадання осаду, виділення або поглинання тепла. Означає розчинення физико-хімічний процес. Таке пояснення єству процесу розчинення було вперше теоретично обгрунтоване великим російським ученим Д.І.Менделєєвим в теорії гідрата розчинів. 3 хв
Основна частинаЗагальновідомо, що метали проводять електричний струм. Така їхня властивість зумовлена наявністю в металах електронів, які не утримуються «своїми» атомами і вільно переміщуються в речовині. Якщо з’єднати металеву дротину або пластину з батарейкою (акумулятором), то ці електрони починають рухатись до позитивно зарядженого полюса батарейки. У речовині виникає електричний струм.
Солі, основи, основні та амфотерні оксиди містять заряджені частинки іншого типу — йони. З’ясуємо за допомогою експерименту, чи здатні речовини йонної будови проводити електричний струм.
Експеримент. Перед проведенням дослідів зберемо прилад, який складається зі склянки, двох електродів, лампочки і батарейки. Будемо занурювати електроди у тверді речовини, їхні розплави, водні розчини. Виявимо, що лампочка горить лише тоді, коли електроди перебувають у рідині — розплаві або розчині йонної речовини.
Пояснимо результати дослідів
У твердій речовині йони сполучені один з одним. Тому речовина не проводить електричного струму. У рідині йони рухаються хаотично. Якщо в неї занурити електроди, з’єднані із джерелом постійного струму, рух йонів стає направленим. Позитивно заряджені йони (катіони) прямуватимуть до негативно зарядженого електрода (катода), а негативно заряджені (аніони) — до позитивно зарядженого електрода (анода).
Електропровідними є не лише розплави і водні розчини йонних речовин, а й водні розчини деяких молекулярних речовин — кислот. Причина полягає в тому, що під час розчинення кислоти у воді частина її молекул руйнується з утворенням йонів.
Сполуки, водні розчини і розплави яких проводять електричний струм, називають електролітами.
Загальна назва речовин, розчини і розплави яких не проводять струму, — неелектроліти. До них належать багато молекулярних речовин, а також усі речовини атомної будови.
Значний внесок у дослідження електропровідності водних розчинів зробив на початку ХІХ ст. англійський учений Майкл Фарадей.
Те, що йони у розчині рухаються до електродів, з’єднаних із батарейкою, можна довести за допомогою експерименту.
Експеримент. Аркуш фільтрувального паперу кладуть на скляну або полімерну пластину і змочують безбарвним розчином електроліту (натрій хлориду). Потім у центр аркуша наносять кілька крапель розчину солі, що містить забарвлені катіони (купрум(ІІ) сульфат CuSO4, нікель(ІІ) сульфат NiSO4, ферум(ІІІ) хлорид FeCl3). На папір по обидва боки від центру кладуть два електроди і з’єднують їх дротинками з батарейкою. Кольорова пляма починає зміщуватися до одного з електродів.
Сполуки, водні розчини і розплави яких проводять електричний струм, називають електролітами. До електролітів належать усі йонні речовини — луги, солі, основні й амфотерні оксиди, а також частина молекулярних речовин — кислоти (вони проводять струм лише у водному розчині). Інші речовини є неелектролітами.
Здатність розчинів чи розплавів деяких речовин проводити електричний струм зумовлена наявністю йонів у цих рідинах.
Розпад речовини на йони під час її розчинення або плавлення називають електролітичною дисоціацією.
Теорію електролітичної дисоціації речовин у розчинах створив шведський учений Сванте-Август Арреніус у 1887 р.
Ви вже знаєте, що речовини, які розпадаються у розчині чи розплаві на йони, називають електролітами. Серед них є сполуки йонної та молекулярної будови.
Електролітична дисоціація йонних речовин
Молекули води завдяки електростатичній взаємодії з йонами, розміщеними на поверхні кристалів, поступово вилучають їх із речовини. Кристали руйнуються, речовина розчиняється. Залишаючись сполученими з молекулами води, катіони й аніони електроліту разом із іншими молекулами води утворюють розчин.
Електролітичну дисоціацію речовини, як і хімічну реакцію, можна відобразити за допомогою хімічного рівняння. Запишемо рівняння електролітичної дисоціації натрій хлориду й алюміній сульфату у водному розчині:
NaCl = Na+ + Cl–;
Al2(SO4)3 = 2Al3+ + 3SO42–.
Водні розчини солей містять йони, з яких складаються ці речовини.
Солі — електроліти, які дисоціюють у водних розчинах або розплавах на катіони металічних елементів та аніони кислотних залишків.
У водних розчинах лугів містяться катіони металічних елементів і гідроксид-іони ОН–. Рівняння електролітичної дисоціації калій гідроксиду і барій гідроксиду мають вигляд:
KOH = K+ + OH–;
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH–.
Основи — електроліти, які дисоціюють у водних розчинах або розплавах з утворенням аніонів одного типу — гідроксид-іонів ОН–.
Так, луги однаково діють на певний індикатор: фенолфталеїн забарвлюється в малиновий колір, метилоранж — у жовтий, лакмус — у синій, універсальний індикатор — у синьо-зелений. Отже, за допомогою індикатора можна виявити у водному розчині лугу йони ОН–, але не саму речовину.
Нерозчинні основи на індикатори не діють.
У хімії часто використовують словосполучення «лужне середовище». Воно вказує на те, що в розчині наявні гідроксид-іони.
Електролітична дисоціація молекулярних речовин. В електролітах молекулярної будови — кислотах — йони відсутні. Вони утворюються лише під час розчинення речовин у воді.
Розглянемо, як відбувається цей процес у водному розчині хлороводню HCl — хлоридній кислоті.
У молекулі HCl існує полярний ковалентний зв’язок. Спільна електронна пара зміщена до . більш електронегативного атома Хлору (HCl). На атомі Хлору зосереджується невеликий негативний заряд (δ–), а на атомі Гідрогену — позитивний заряд (δ+). Отже, молекула хлороводню є δ+ δ– диполем: H–Cl.
Під час розчинення хлороводню молекули HCl і H3O притягуються одна до одної своїми протилежно зарядженими частинами. Унаслідок цього ковалентні зв’язки в багатьох молекулах HCl розриваються, і вони розпадаються, але не на атоми, а на йони. Спільна електронна пара, що була зміщена до атома Хлору, під час руйнування молекули HCl переходить у його «власність»; атом Хлору перетворюється на йон Cl–. Атом Гідрогену втрачає свій єдиний електрон і стає йоном Н+. Утворені йони залишаються оточеними молекулами води, тобто гідратованими
Деякі йони H+ і Cl– внаслідок взаємного електростатичного притягання знову сполучаються в молекули. Тому рівняння електролітичної дисоціації хлороводню у водному розчині має такий вигляд1
HC H+ + Cl– .
Знак оборотності ← свідчить про одночасний перебіг двох процесів — прямого (зліва направо) і зворотного (справа наліво). Ці процеси за незмінних концентрації розчину і температури відбуваються з однаковою швидкістю. Тому кількість молекул і йонів у розчині з часом не змінюється. У хлоридній кислоті та водних розчинах інших кислот крім молекул води містяться катіони Гідрогену Н+, аніони кислотних залишків, а також молекули кислот.
Кислоти — електроліти, які дисоціюють у водних розчинах з утворенням катіонів одного типу — йонів Гідрогену Н+.
Наявність йонів Н+ у водних розчинах зумовлює спільні хімічні властивості кислот, наприклад однакову дію на індикатор.
Експеримент
Виявлення катіонів Гідрогену в розчинах кислот за допомогою індикатора
У двох пробірках містяться розбавлені хлоридна та сульфатна кислоти. Наносимо за допомогою піпетки або скляної палички краплю розчину із кожної пробірки на універсальний індикаторний папірець. Запишіть що спостерігаємо? І зробіть відповідний висновок.
Отже, за допомогою індикатора можна виявити у водному розчині йони Н+, але не певну кислоту.
Нерозчинні кислоти не діють на індикатори.
Вираз «кисле середовище» означав, що розчин містить катіони Гідрогену.
Дисоціація багатоосновних кислот має ступінчастий характер; вона відбувається в кілька стадій. Розглянемо цей процес на прикладі трьохосновної ортофосфатної кислоти Н3Р04. Молекула цієї кислоти містить три атоми Гідрогену. Спочатку від молекули відокремлюється один із них, перетворюючись на йон Н+; потім, уже від йона Н2Р04, — другий; і, нарешті, — третій (від йона НРО4)
На кожній стадії дисоціює лише частина молекул або йонів. Водний розчин ортофосфатної кислоти крім молекул води містить молекули Н3Р04, катіони Гідрогену і різну кількість аніонів трьох видів.
Луги та солі, на відміну від кислот, дисоціюють не ступінчасто а в одну стадію і повністю:
Ва(ОН)2 = Ва2+ + 2ОН .
У розчин переходять йони, з яких складаються ці сполуки.40 хв
Закінчення урокуРозпад речовини на йони під час її розчинення або плавлення називають електролітичною дисоціацією. У разі розчинення йонної речовини (лугу, солі) цей процес полягає у переході йонів із речовини у розчин. Електролітична дисоціація молекулярної речовини (кислоти) відбувається внаслідок розпаду молекул на йони.
Солі дисоціюють на катіони металічних елементів і аніони кислотних залишків, основи — з утворенням гідроксид-іонів, а кислоти — з утворенням катіонів Гідрогену.
Не всі молекули кислоти розпадаються у розчині на йони. Електролітична дисоціація багатооснóвних кислот відбувається у кілька стадій.
Індикатори виявляють у розчині йони ОН– і Н+, а не конкретну речовину — луг чи кислоту.
Запишіть завдання додому § 7-8.5 хв
Урок № 3
Тема уроку
Обчислення за хімічним рівнянням маси, об’єму або кількості речовини, якщо одну з реагуючих речовн узято в надлишку
Тип уроку
Урок засвоєння нових знань і умінь
Мета уроку
Освітня•Навчитися розв’язувати задачі за хімічним рівнянням маси, об’єму або кількості речовини, якщо одну з реагуючих речовн узято в надлишку
Розвиваюча•Розвиток уваги при розв’язанні задач
•Розвиток логічного мислення
Виховна•Виховати працьовитість і пошану до себе і до оточуючих.
Метод уроку
Словесно-наглядний-практичний, розв’язування задач
Література
Лашевська Г.А. Хімія: 9 кл.: Підручник для загальноосвіт. навч. закл. – К.: Генеза, 2009. – 280 с.
Попель Л.Л., Крикля Л.С. Хімія. Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів. 9 клас. – К.: Академія, 2009. – 168 с.
Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. - М.: Новая волна, 2002. - 278с.
ЕтапЗміст Час
Організаційна частинаДобрий день діти! Сідайте будь ласка. Хто сьогодні черговий? 2 хв
Актуалізація теми уроку. Вступна частина
По рівнянню реакції ми можемо точно визначити кількість речовин, що прореагували. Проте, деякі реакції повністю проходять лише при надлишку одного з реагентів, тобто при перевищенні його кількості над необхідним в якесь число разів (на якусь кількість %). В цьому випадку надлишок залишається, є таким, що не прореагував. Іншими словами, це просто означає, що останні реагенти можуть прореагувати повністю, а реагент, даний по умові завдання в надлишку, закінчитися не може. Сьогодні ми навчимося розв’язувати такі задачі3 хв
Основна частина
При розв’язуванні подібних завдань, рекомендується дотримуватись вказаної нижче послідовності.
Необхідно запам’ятати! Як визначити, що задачу потрібно вирішувати саме таким шляхом. Це зробити неважко. Головне знати: якщо дано дві вихідні речовини, а знайти потрібно третю – продукт реакції, то це означає що задачу слід вирішувати за цим алгоритмом
1. Скласти рівняння хімічної реакції за умовою завдання.
2. Записати умову завдання над реакцією і зробити попередні розрахунки по рівнянню реакції, тобто обчислити молярну масу, кількість речовини, масу речовини.
3. Знайти кількість речовини для кожної з вихідних речовин по формулі: ν= m /М
4. Написати співвідношення кількості речовини по рівнянню і за умовою, зробити висновок. Знайти надлишкову речовину і виключити її з рішення.
5. Скласти пропорцію, враховуючи речовину, яка в недоліку, і вирішувати її.
Це потрібно вміти!
Задача. Обчислите масу сульфату баріїю, що випаде в осад при зливанні розчинів, один з яких містить 522 г нітрату барію, а другий -500 г сульфату калія
Рішення.
1.Складаємо рівняння реакції.
Ba(NO3)2 +K2SO4>2KNO3 + BaSO4
2.Записуємо умови над реакцією і робимо попередні розрахунки за рівнянням реакції.
522 г 500 г m г
Ba(NO3)2 + K2SO4 >2KNO3 + BaSO4v
М=261 г/моль М=174 г/моль М=233 г/моль
ν= 1 міль ν=1моль ν=1моль
m= М •ν=261 г m= М •ν=174 г m= М •ν=233 г
3. Знайти кількість речовини для кожної з вихідних речовин по формулі: ν= m /М
ν (Ba(NO3)2 )= 522 г/261 (г/моль)=2 міль; ν(K2SO4) = 500 г/ 174 (г/моль)=2,9 міль
4. Знаходимо надлишкову речовину.
По рівнянню реакції з 1 міль Ba(NO3) 2 реагує з 1 міль K2SO4
По умові з 2 міль Ba(NO3) 2 реагує з 2,9 міль K2 SO 4
Висновок: по рівнянню речовини реагують в рівних кількостях, а по умові K2SO4 більше, ніж потрібно. По умові 2,9 міль K2SO4, згідно, рівнянню хімічної реакції необхідне 2 міль K2SO4, знайдемо різницю: 2,9 міль - 2 міль = 0,9 міль K2 SO4 в надлишку. Чому дорівнюватиме маса? Обчислимо за формулою: m= М •ν= 174• 0,9 моль=156 г K2SO4 в надлишку. Цю речовину не беремо в розрахунок.
5. Розрахунок маси BaSO4 ведемо по Ba(NO3)2
Складемо пропорцію і вирішимо її (згідно математичному правилу: твір крайніх членів дорівнює твору середніх членів)
522 г / 261 г (Ba(NO3)2) = m г / 233 г (BaSO4)
m г (BaSO4)•261 г (Ba(NO3)2) = 522 г (Ba(NO3)2) • 233 г (BaSO4)
m г (BaSO4) = 522 г (Ba(NO3)2) • 233 г (BaSO4) /261 г (Ba(NO3)2)
m г (BaSO4v) = 466 г
Відповідь. У осад випаде 466 г осаду (BaSO4)
Задача. Який об'єм метану (н.у.) виділиться при взаємодії 10 г карбіду алюмінію (Al4C3) з 10 г води?
Рішення
1. Знаходимо кількості речовин, що вступили в реакцію:
Оскільки на 1 міль Al4C3 потрібна в 12 разів більша кількість речовини води, то на 0,069 міль Al4C3 необхідне 0,828 міль води. Отже, 0,55 міль води недостатньо для реакції з 0,069 міль Al4C3, який узятий в надлишку і прореагує неповністю.
2. Визначимо ν (CH4) по речовині, узятій в недоліку:
3. Розрахуємо об'єм метану, що утворився в реакції:
V(CH4) = ν(CH4) • Vm = 0,137 моль • 22,4 л/моль = 3,07 л
До розчину, що містить 20 г гідроксиду натрію, додали 70 г 30%-го розчину азотної кислоти. Який колір матиме лакмус в отриманому розчині?
Рішення.
NaOH+ HNO3= NaNO3 + Н2О
1 моль1 моль
20 г NаOH складають 0,5 міль; 70 г 30%-го розчину НNО3 містить 70 × 0,3 = 21 (г) кислоти, що складає 0,33 мoль. Таким чином, гідроксид натрію міститься в надлишку (0,5>0,33). Отриманий розчин матиме лужну реакцію і лакмус забарвиться в синій колір.40 хв
Закінчення урокуТаким чином сьогодні ми навчились розв’язувати задачі з речовинами, що взяті в надлишку. Будь ласка запишіть завдання додому, щоб закріпити свої знання. № 2-5 с. 72-73
Урок № 4
Тема уроку
Приготування розчину солі із заданою молярною концентрацією розчиненої речовини
Тип уроку
Комбінований розчин
Мета уроку
Освітня•Навчитись обчислювати молярну концентрацію розчиненої речовини, густину розчинів;
•Навчитись виготовляти розчини з певною молярною концентрацією розчиненої речовини та еквівалентів розчиненої речовини.
Розвиваюча•Розвиток уваги при розв’язанні задач
•Розвиток логічного мислення
Виховна•Виховати працьовитість і пошану до себе і до оточуючих.
Метод урокуСловесно-наглядний-практичний, лабораторна робота
ЛітератураЛашевська Г.А. Хімія: 9 кл.: Підручник для загальноосвіт. навч. закл. – К.: Генеза, 2009. – 280 с.
Попель Л.Л., Крикля Л.С. Хімія. Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів. 9 клас. – К.: Академія, 2009. – 168 с.
Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. - М.: Новая волна, 2002. - 278с.
Етап Зміст Час
Організаційна частинаДобрий день діти! Сідайте будь ласка. Хто сьогодні черговий? 2 хв
Актуалізація теми уроку. Вступна частинаВи вже знаєте, що розчин - це гомогенна система, яка складається з розчинника і розчиненої речовини. За фазовим станом розчини поділяються на газоподібні, рідкі та тверді. Крім цього, розрізняють розчини водні і неводні, іонні і молекулярні, концентровані і розведені та ін. Важливою характеристикою розчину є його склад. Існують різні способи виразу складу розчину. Найчастіше використовують масову частку розчиненої речовини ω и молярну концентрацію СМ. Сьогодні ми познайомимось з молярною концентрацією та навчимось готувати розчини з різними молярними концентраціями. 3 хв
Основна частинаМолярна концентрація СМ - це відношення кількості розчиненої речовини ν до об’єму розчину V або число моль розчиненої речовини в 1 літрі (1000 мл) розчину:
СМ = ν / V (моль/л) ; ν = m / M ;
СМ = m ×1000 мл / М × V мл ,
де m - маса розчиненої речовини, г;
М - молярна маса розчиненої речовини, г/моль.
Молярність вимірюється в моль/л і позначається літерою М. Наприклад, 1,0 М (КСІ) – одномолярний розчин хлориду калію. В одному літрі такого розчину міститься 1,0 моль або 74,5 г КСІ (М(КСІ) = 39 + 35,5 = 74,5 г/моль)
Перед началом лабораторної роботи розв’яжемо декілька задач.
Яка кількість моль сульфатної кислоти міститься в 4 літрах 0,25 М розчину?
Розв’язання. За формулою: СМ = ν / V, - знаходимо кількість моль ν :
ν = СМ × V = 0,25 моль/л × 4 л = 1,0 моль (H3SO4)
У воді розчинили 8 г гідроксиду натрію. Об’єм розчину довели до 500 мл. Знайти молярну концентрацію NaOH в розчині. М(NaOH) = 23+16+1 = 40 г/моль.
Розв’язання. За формулою: СМ = m ×1000 / M × V, - знаходимо молярну концентрацію: СМ = 8 г ×1000 мл / 40 г/моль × 500 мл = 0,4 моль/л ( або = 0,4 М).
Якщо необхідно перейти від молярної концентрації до масової або навпаки, можна застосувати таку формулу:
СМ = ω×ρ×10 / М ,
де ω - масова частка розчиненої речовини, %;
ρ - густина розчину з масовою концентрацією ω;
М – молярна маса розчиненої речовини.
Яка молярна концентрація 14,6 %-го розчину фосфатної кислоти з густиною 1,08 г/мл? М(H3PO4) = 98 г/моль.
Розв’язання. Для обчислення молярної концентрації використаємо формулу
СМ = ω×ρ×10 / М; СМ = 14,6 × 1,08 ×10 / 98 = 1,6 моль/л (1,6М).
Тепер перейдемо до виконання лабораторної роботи. Перепишіть з дошки у ваш лабораторний журнал тему та хід роботи.
Нам необхідно отримати осад AgCl з розчину AgNO3, концентрація якого 1 моль/л.
За рівнянням реакції на 1 моль AgNO3 потрібен 1 моль NaCl. Таким чином, якщо ми змішаємо однакові об’єми розчинів AgNO3 і NaCl однакової концентрації 1 моль/л, то реакція пройде до кінця і в реакційній колбі опиниться тільки розчин нітрату натрію (NaNO3) у воді, а на дно сосуду випаде осад хлориду срібла AgCl. При цьому вихідних сполук в сосуді не залишиться.
Але як приготувати потрібний розчин NaCl? Для цього існують спеціальні мірні колби.
Мірна колба є судиною з тонкою шийкою, на якій по склу нанесена кільцеподібна мітка. Якщо заповнити мірну колбу рідиною до мітки, то її об'єм складе рівно 1 л. Візьмемо таку колбу і приступимо до приготування потрібного нам розчину NaCl.
Молекулярна вага NaCl складає (23 + 35,5) = 58,5 а.е.м. Отже, молекулярна маса NaCl (1 моль/л) рівна 58,5 г. Зважимо цю кількість NaCl на вагах і помістимо кристали в мірну колбу. Потім додамо трохи води і розчинимо кристали, похитуючи колбу. Коли вся сіль розчиниться, доллємо розчин водою до мітки.
Мірні колби роблять таким чином, що об'єм розчину досягає точно 1 л, коли водний меніск (рівень води, злегка зігнутий силами поверхневого натягнення) стосується мітки своєю нижньою частиною. Після цього розчин акуратно перемішаємо.
При змішуванні будь-яких рівних об'ємів молярних розчинів AgNO3 і NaCl завжди виходитиме лише розчин NaNO3 у воді і осад AgCl, що не містять домішки жодного з вихідних реагентів. Відфільтрувавши осад і промив його водою, ми отримаємо чисту сіль AgCl.
Здайте будь-ласка, ваші лабораторні журнали40 хв
Закінчення урокуТаким чином сьогодні ми навчились готувати розчини певної молярної концентрації та розв’язувати здачі на знаходження молярної концентрації. Будь ласка запишіть завдання додому, щоб закріпити свої знання.
Скільки грамів KNO3 необхідно взяти для приготування 1 л розчину з концентрацією 0,5 моль/л (0,5М)?
Змішали 1 л 1М розчину сірчаної кислоти і 1 л 3М розчину сірчаної кислоти. Яка молярна концентрація отриманого розчину сірчаної кислоти?
Яка молярна концентрація 50%-ного розчину NаOH? Густина такого розчину складає 1,53 г/см3.5 хв