Медиа–урок «Теория электролитической диссоциации (ТЭД)» (11класс)
Цель: закрепить и углубить знания учащихся об основных понятиях теории электролитической диссоциации. Совершенствовать умение учащихся применять эти знания на практике. Показать универсальность ТЭД, т. е. её применимость как для неорганических, так и для органических веществ.
Оборудование: компьютерный диск (лаборатория систем мультимедиа, МарГТУ, г. Йошкар-Ола), тема «Теория электролитической диссоциации». Таблица растворимости кислот, оснований, солей, компьютерные слайды для закрепления и проверки знаний учащихся, индивидуальные карточки-задания у учащихся на партах.
Тип урока: закрепление и углубление знаний учащихся.
Форма проведения урока: медиа-урок.
План урока:
1. Электролиты и неэлектролиты.
2. Основные положения ТЭД.
3. Механизм диссоциации веществ.
4. Количественная характеристика ЭД веществ.
5. Определение кислот, солей, оснований с точки зрения ТЭД.
6. Тесты на закрепление изученного.
Ход урока:
1. Электролиты и неэлектролиты.
Учитель: Ребята, сегодня на уроке мы обобщим и углубим знания по теме «ЭД», с которой вы знакомились в 9 классе, покажем универсальность ТЭД, т. е. её применимость для органических и неорганических веществ. Записываем тему урока. (Прочитать план урока на экране).
Для раскрытия данных вопросов мы должны обратиться к истории в 1837 год, когда в Лондоне в лаборатории Королевского института работали два учёных: Гемфри Деви и Майкл Фарадей. Они начали исследования в области электричества и ввели понятия, которыми мы пользуемся до сих пор. Вспомним их.
Тест №1. «Закончи предложение одним словом». (По цепочке на местах заканчивают предложение прямо на карточках-заданиях).
1. Положительнозаряженный электрод - …(анод).
2. Отрицательнозаряженный электрод - …(катод).
3. Направленное движение заряженных частиц - …(электрический ток).
4. Положительнозаряженные частицы -…(катионы).
5. Отрицательнозаряженные частицы -…(анионы).
6. Вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрический ток -…(электролиты).
7. Вещества, водные растворы или расплавы которых не проводят электрический ток -…(неэлектролиты).
8. Процесс распада электролита на ионы при растворении или расплавлении вещества -…(диссоциация).
Учитель: Деви и Фарадей проводили опыты по определению электропроводности растворов, используя специальный прибор, модель которого представлена на слайде №1. Если вещество проводит ток, то лампочка загорается, если не проводит – не загорается.
Слайд №1. Определение «электролиты» и «неэлектролиты». (Демонстрация электрической проводимости растворов поваренной соли и сахара).
Учитель: - Почему и при каких условиях вещества проводят ток? (Они распадаются на ионы при растворении или расплавлении, являются проводниками второго рода. Прохождение тока происходит за счёт переноса ионов, а не электронов. Металлы - проводники первого рода.)
- Как назван этот процесс распада электролита на ионы? (Диссоциация)
Впервые объяснил это явление шведский химик Сванте Аррениус в 1887 году.
Слайд №2. ррениуса.
Сообщение ученика: В 1889 году он приезжает в Лейпциг к Вильгельму Оствальду, профессору местного университета, чтобы продолжить исследования, начатые им в Риге. Новые теории и перспективы поработать с крупнейшими европейскими химиками привлекли сюда . Около года учёные работали вместе. В результате их исследований появилась стройная теория. Однако Аррениусу не удалось полностью раскрыть процесс электролитической диссоциации. Он не учитывал роль молекул растворителя и полагал, что в водном растворе находятся свободные ионы. Его работу продолжили другие учёные.
При изучении процессов гидратации у учёных возник вопрос, с какими частицами реагирует вода? Ответить на этот помогла гидратная теория растворов . , а затем и независимо один от другого предположили, что с молекулами воды реагируют ионы электролитов, т. е. происходит гидратация ионов. положил начало физико-химической теории растворов в 1889-1891 годах. в 1888 году высказал идею об объединении химической теории растворов Менделеева и учении Аррениуса об
электролитической диссоциации.
Учитель: Вспомним основные положения этой теории.
2. Основные положения ТЭД.
Слайд №3. Основные положения ТЭД. (Голос диктора за кадром).
- Чем атомы отличаются от ионов? (Строением и потому свойствами). Приведите примеры у доски строения атома и иона хлора.
Учитель: - Вещества, с каким видом связи легко диссоциируют на ионы? ( С ионной и ковалентной полярной).
3. Механизм диссоциации веществ.
Слайд №4. Механизм диссоциации веществ с ионной связью.
Слайд №5. Механизм диссоциации веществ с ковалентной полярной связью.
Слайд №6. Уравнение диссоциации веществ, с участие молекул растворителя.
Слайд №7. Уравнение диссоциации кислых солей (многоступенчатая диссоциация).
Упражнение №1 из учебника с.68. (Записать в два столбика в тетрадь: электролиты и неэлектролиты).
4. Количественная характеристика электролитической диссоциации веществ.
Учитель: Как же количественно можно оценить, хорошо или плохо распадается вещество на ионы?
Для количественной оценки электролитической диссоциации веществ существует две характеристики: степень и константа диссоциации.
Слайд №8. Формула степени диссоциации (записать в тетрадь).
Учитель: - Как вы думаете, от каких факторов зависит степень диссоциации и почему? (Процесс диссоциации увеличивается при добавлении к раствору воды, а процесс ассоциации - затрудняется,
для образования молекул должно произойти столкновение ионов, вероятность которого с разбавлением уменьшается.)
Слайд №9. Зависимость степени диссоциации от температуры и от концентрации раствора (графики зависимости).
Учитель: По степени диссоциации различают сильные, слабые и электролиты средней силы.
Слайд №10. Классификация электролитов по степени диссоциации (записать в тетрадь).
Слайд №11. Примеры сильных электролитов (записать в тетрадь). Водорастворимые средние соли (кроме Fe (NCS)3 , HgCl2), основания, образованные щелочными и щелочноземельными металлами, неорганические кислоты (HClO4, HMnO4, H2SO4, HClO3, HCl, HBr, HI)
Слайд №12. Примеры электролитов средней силы (записать в тетрадь).
Слайд №13. Примеры слабых электролитов (записать в тетрадь). Гидроксиды d - элементов, вода, гидрат аммиака NH3 H2O, органические кислоты, некоторые неорганические кислоты.
Задача: Степень диссоциации уксусной кислоты равна 2%. Вычислите молярную концентрацию (Сm) данной кислоты, если молярная концентрация ацетат-ионов(CH3COO-) равна 0,04 моль/л.
С=0,04моль/л: 0,02=2моль/л
Учитель: Степень диссоциации зависит от концентрации раствора. Сравнить их у различных электролитов можно только при одинаковых концентрациях, что практически неудобно. Более точной характеристикой электролита к диссоциации является константа диссоциации, которая не зависит для слабых электролитов от концентрации растворов. Для слабых электролитов процесс диссоциации - обратимый.
Попробуем сами записать (ученик у доски) константу диссоциации для слабой азотистой кислоты, основываясь на обратимой реакции:
НNО2 ----- Н+ + NO2 - K=5,1 .10-4 H2CO3 ----- H+ + HCO3 - К1=4,5 .10-7 НСО3 - ----- Н+ + СО3 2- К2=4,5 .10-11
Слайд №14. Формула константы диссоциации для азотистой кислоты (проверить по слайду).
Для слабых электролитов всегда К1 > К2 , т. к. энергия, которую нужно затратить для отрыва от нейтральной молекулы - минимальна и становится больше при диссоциации по каждой следующей ступени. Для сильных электролитов К1=К2
5. Определение кислот, солей, оснований с точки зрения ТЭД.
Учитель: Дадим же определение электролитов с точки зрения ТЭД. (Определения дают учащиеся, а затем проверяются по слайдам компьютера). Просматриваются подряд три слайда.
Слайд №15. Определение кислот, примеры.
Слайд №16. Исключения по определению основности кислот.
Слайд №17. Многоступенчатая диссоциация кислот.
После просмотра трех слайдов, ученик у доски записывает ступенчатую диссоциацию фосфорной, фосфористой и фосфорноватистой кислот.
Свойства кислот определяют гидратированные ионы водорода. Это они вызывают красный цвет лакмуса, сообщают кислый вкус, взаимодействуют с основаниями и металлами.
Слайд №18. Определение оснований, примеры.
В тетради самостоятельно записать ступенчатую диссоциацию гидроксида бария и гидроксида железа (II). Проверить по слайду №19.
Слайд №19. Многоступенчатая диссоциация оснований.
Свойства оснований определяют гидроксид-ионы. Это они вызывают синий цвет лакмуса, сообщают им своеобразную «мылкость», взаимодействуют с кислотами.
Слайд №20. Определение средних солей.
Слайд №21. Диссоциация кислых солей.
Слайд №22. Диссоциация основных солей.
После просмотра трех слайдов, ученик у доски записывает диссоциацию солей: сульфата алюминия, гидросульфита натрия, гидроксохлорида железа (II).
У солей нет общих ионов, поэтому они не имеют общих свойств как кислоты и основания.
Учитель: Существуют вещества, которые не имеют ни ионов водорода, ни гидроксид-ионов, но обладают кислотными и основными свойствами. Вспомним органические вещества. Фенолы обладают кислотными свойствами, амины - основными. Почему? Согласно другой протонной теории, кислотой считается вещество, отдающее протон, а основанием - принимающее протон. Причём одно и тоже вещество может выступать и в роли кислоты, и в роли основания.
.Слайд №23. NH3 + H2O = NH4 + + OH- HF + H2O = F- + H3O+
кислота основание
Учитель: Теперь, когда мы рассмотрели все вопросы темы, мы должны закрепить основные понятия. Проверим свои знания по тестам.
6. Тесты на закрепление изученного материала.
Слайды №24-25. Тест №2. «Выбери правильный ответ».
1. Катион - это: а) ион меди б) атом серы в) ион серы г) атом меди.
2. Анион - это: а) ион натрия б) ион аммония в) карбонат-ион г) ион водорода.
3. Окраска фенолфталеина в растворе, полученном при взаимодействии калия с водой:
а) синяя б) малиновая в) жёлтая г) бесцветная.
4. Формула вещества, образующего при диссоциации сульфат-ионы:
а) Na2S б) SO3 в) Na2SO4 г) BaSO4
5) Формула вещества, образующего при диссоциации сульфат-ионы и ионы водорода:
а) KHS б) KHSO3 в) Na2S г) NaHSO4
Слайды №26-31. Тест №3. «Расположить в необходимом порядке вещества».
1) Расположите в порядке увеличения силы электролита, используя их константы диссоциации:
HF K= 7.10-4 HCN K=8.10 -10 HNO2 K=5,1.10-4 NH4OH K=2.10-5
2) Расположите в порядке возрастания кислотных свойств:
HCl NH3 H2SO3 H2O
3) Расположите в порядке возрастания основных свойств:
C6H5-NH2 CH3-NH2 NH3 C6H5- NH-C6H5
Слайды №32-33. Тест №4. «Проверь себя». Укажи, допущены ли (да или нет) ошибки в тексте:
1) На процесс диссоциации влияет растворение или расплавление веществ.
2) Сернистая кислота - слабая, потому что она распадается на сернистый газ и воду.
3) Основность кислоты не всегда совпадает с числом атомов водорода в ней
4) Все щёлочи - сильные электролиты.
5) Константа диссоциации слабого электролита по первой ступени всегда больше, чем по второй.
6) Степень диссоциации зависит от температуры и концентрации электролита.
7) Диссоциация электролитов - обратимый процесс.
8) Это реакция ионного обмена: 2КОН + SiO2 = K2SiO3 + H2O.
9) Отражает ли сущность реакции Cu(OH)2 + 2 HCl = CuCl2 + 2H2O сокращённое ионное уравнение: H+ + OH- = H2O.
10) Реакции ионного обмена идут до конца (практически необратимо), если ионы, соединяясь друг с другом, образуют нерастворимые, малодиссоциирующие и газообразные вещества.
Слайд №34. Домашнее задание: параграф 15, 16 с. 63-68, упражнения 3,4, 5.
Тесты для проверки знаний по теме «Электролитическая диссоциация».
Тест №1. «Закончи предложение одним словом».
1. Положительнозаряженный электрод - ….
2. Отрицательнозаряженный электрод - ….
3. Направленное движение заряженных частиц - …
4. Положительнозаряженные частицы -…
5. Отрицательнозаряженные частицы -…
6. Вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрический ток -… 7. Вещества, водные растворы или расплавы которых не проводят электрический ток -…
8. Процесс распада электролита на ионы при растворении или расплавлении вещества -…
Задача: Степень диссоциации уксусной кислоты равна 2%. Вычислите молярную концентрацию (Сm) данной кислоты, если молярная концентрация ацетат-ионов(CH3COO-) равна 0,04 моль/л.
Тест №2. «Выбери правильный ответ».
1. Катион - это: а) ион меди б) атом серы в) ион серы г) атом меди.
2. Анион - это: а) ион натрия б) ион аммония в) карбонат-ион г) ион водорода.
3. Окраска фенолфталеина в растворе, полученном при взаимодействии калия с водой:
а) синяя б) малиновая в) жёлтая г) бесцветная.
4. Формула вещества, образующего при диссоциации сульфат-ионы:
а) Na2S б) SO3 в) Na2SO4 г) BaSO4
5) Формула вещества, образующего при диссоциации сульфат-ионы и ионы водорода:
а) KHS б) KHSO3 в) Na2S г) NaHSO4
Тест №3. «Расположить в необходимом порядке вещества».
1) Расположите в порядке увеличения силы электролита, используя их константы диссоциации:
HF K= 7.10-4 HCN K=8.10 -10 HNO2 K=5,1.10-4 NH4OH K=2.10-5
2) Расположите в порядке возрастания кислотных свойств:
HCl NH3 H2SO3 H2O
3) Расположите в порядке возрастания основных свойств:
C6H5-NH2 CH3-NH2 NH3 C6H5- NH-C6H5
Тест №4. «Проверь себя». Укажи, допущены ли (да или нет) ошибки в тексте:
1) На процесс диссоциации влияет растворение или расплавление веществ.
2) Сернистая кислота - слабая, потому что она распадается на сернистый газ и воду.
3) Основность кислоты не всегда совпадает с числом атомов водорода в ней
4) Все щёлочи - сильные электролиты.
5) Константа диссоциации слабого электролита по первой ступени всегда больше, чем по второй.
6) Степень диссоциации зависит от температуры и концентрации электролита.
7) Диссоциация - обратимый процесс.
8) Это реакция ионного обмена: 2КОН + SiO2 = K2SiO3 + H2O.
9) Отражает ли сущность реакции Cu(OH)2 + 2 HCl = CuCl2 + 2H2O сокращённое ионное уравнение: H+ + OH- = H2O.
10) Реакции ионного обмена идут до конца (практически необратимо), если ионы, соединяясь друг с другом, образуют нерастворимые, малодиссоциирующие и газообразные вещества.
