Всероссийский фестиваль педагогического творчества (2014/2015 уч. год)

Всероссийский фестиваль педагогического творчества

(2014/2015 уч. год)

Номинация: Педагогические идеи и технологии: профессиональное образование

Название работы: Методическая разработка урока по дисциплине: Физическая и коллоидная химия по теме «Катализ»

Автор: , преподаватель химических дисциплин ГБОУ СПО «КТК»

Пояснительная записка

Физическая химия является базовой дисциплиной, усвоение которой в значительной степени определяет становление высококвалифицированного специалиста – технолога, готовит к восприятию физико-химических методов анализа, процессов и аппаратов, специальных технологий.

Тема «Катализ» изучается в разделе «Химическая кинетика» и дает представление о кинетике неорганического и органического катализа (ферментативный катализ). Изучение данной темы базируется на материале ранее изученных дисциплин: общей химии, органической и неорганической химии. Настоящая тема тесно связана с изучением тем: «Химический состав муки», «Ферментативные препараты – улучшители качества хлеба», «Производство конфет», «Производство карамели» - в технологии.

В результате изучения данной темы студент должен

Знать:

-классификацию катализаторов

-особенности и сущность ферментативного катализа.

Иметь представление:

- о механизме влияния катализаторов на скорость химической реакции.

Согласно концепции научения , для того чтобы новые знания усваивались учащимися, он должен «видеть» («чувствовать») их полезность. Поэтому всё на занятии направлено, на формирование и развитие мотивации изучения темы.

Формирование и развитие мотивации реализуется через отбор содержания, организацию присвоения учащимися целей обучения и структурирование содержания. Содержание отбиралось на основе программы – минимизировано, но максимально связано с содержанием профессиональных циклов и с личностным опытом учащихся.

Организацию присвоения целей обучения учащимися осуществляется через опору на уже имеющиеся знания и жизненный опыт, а также через обозначение перспективы отражения взаимосвязей физической химии с избранной профессией.

Познавательная деятельность осуществляется при большой доле самостоятельной работы студентов по специально разработанным заданиям, с использованием частично - поисковой лабораторной работы. Вся познавательная деятельность, организующаяся на уроке, преследует не только цель сформировать знания и специальные умения учащихся, но и развитие общеучебных умений: организовать рабочее место, планировать текущую работу, составлять сообщения, анализировать графики, таблицы.

Цели, преследуемые на уроке стимулирование личностного роста учащихся, возбуждение и развитие познавательного интереса, воспитание ценностного отношения к учебе.

Тема урока: Катализ.

Цели и задачи урока:

образовательная Студент должен: Иметь представление: - о механизмах влияния катализаторов на скорость химических реакций. Знать: - классификацию катализаторов; - ферментативный катализ: сущность, особенности. формировать личностные свойства: культура мышления и способность грамотно использовать лексику по разделу: «Химическая кинетика»

развивающая: продолжить развитие умения работать со справочной информацией, с дополнительной литературой; продолжить развитие умения формулировать выводы, развитие умения работать в группах.

воспитательная: продолжить формирование профессионального интереса.

Тип урока: УЗУН

Вид урока: лекция с элементами беседы и самостоятельной работой студента.

Основные формы и методы: элементы частично-поисковой лабораторной работы, лекция с элементами беседы, самостоятельная работа студентов с раздаточным материалом, решение проблемного вопроса и выполнение тестовых заданий

Наглядные пособия: схемы гомогенного, гетерогенного и ферментативного катализа; оборудование к лабораторной работе; карточки с вопросами и тестовыми заданиями;

опорные схемы « Факторы, влияющие на скорость химической реакции»

Литература: «Физическая и коллоидная химия»

Майкл Льюис «Химия» (школьный курс в 100 таблицах)

«Пищевая химия»

, , «Общая химия» (в тестах, задачах, упражнениях)

, «Практикум по неорганической химии»

№	Элемент структуры занятия	Действия преподавателя	Действия студентов
1.	Ориентировочно-мотивационный этап;
1.1	организационный момент;	Приветствие, проверка присутствующих	Приветствие преподавателя, отчет дежурного об отсутствующих
1.2	актуализация чувственного опыта и опорных знаний студентов;	Задает вопрос: Какую тему изучаем? В чем практическое значение этой темы? Дает задание, организует работу в малых группах с различными типами заданий. Подводит итог, от каких факторов зависит скорость химической реакции. Предлагает выполнить фронтально опыт и объяснить его.	Работают в малых группах по выполнению исследовательской лабораторной работы, отвечают на вопросы, защищают свою работу. Выполняют опыт, объясняют наблюдаемые изменения.
1.3	постановка целей и задач урока	Организует беседу в ходе которой, формулируется тема и цель занятия.	Осмысливают тему и цель занятия. Записывают тему в тетрадь.
1.4	мотивация учебной деятельности студентов при усвоении учебного материала;	Рассказ о значении данной темы с теоретической и практической точки зрения.	Слушают преподавателя.
2.	Операционно-деятельностный этап:
2.1	Изучение и усвоение новых понятий;	Изложение нового материала по плану: 1. Основные понятия катализа. Селективность. Организует работу с учебником. 2. Виды катализа. Беседа преподавателя с одновременным составлением схемы на доске. Задает вопросы о гомогенных и гетерогенных системах. 3. Механизм гомогенного катализа. Рассказ с одновременным показом по схеме катализа. 4. Механизм гетерогенного катализа. Рассказ с одновременным показом по схеме. 5.Ферментативный катализ: 5.1 механизм ферментативного катализа. Организует работу. 5.2 особенности ферментативного катализа. Дает задание, организует самостоятельную работу студентов.	Работают с учебником, выбирают формулировку основных понятий катализа, делают записи. Слушают, делают записи, отвечают на вопросы. Слушают. Делают записи. Выступление одного из студентов. Остальные записывают. Изучают схемы и графики, отвечают на вопросы, формулируют выводы. Доклады о применение ферментативных препаратов в хлебопекарном и кондитерском производстве.
2.2	осмысление студентами новых знаний;	Задает проблемный вопрос, прозвучавший в начале лекции. Дает перечень вопросов, организует работу, оказывает помощь при затруднении в ответе.	Пытаются ответить на поставленный вопрос, решить проблему. Отвечают на вопросы, работая с книгой и конспектом.
2.3	обобщение и систематизация знаний;	Раздает тестовые задания, организует и контролирует работу.	Выполняют тестовые задания по вариантам, осуществляют взаимопроверку.
3.	Рефлексивно-оценочный этап:
3.1	подведение итогов урока;	Задает вопрос о том, что было нового изучено на уроке.	Отвечают на поставленный вопрос.
3.2	рефлексия (самооценка, взаимооценка);	Выставляет оценки за работу на уроке, качественно оценивает работу на уроке в целом.
3.3	домашнее задание.	Дает задание подготовится к практической работе по теме: Химическая кинетика.

План конспект урока по теме «Катализ».

1.1  Организационный момент

Приветствие и проверка присутствующих (Действия студентов: приветствие, отчет дежурного об отсутствующих) Деление класса на группы для дальнейшей работы (по цветовым сигналам)

1.2  Актуализация чувственного опыта и опорных знаний студентов

Преподаватель задает вопросы:

1)Какую тему изучаем?

2) Какое основное понятие химической кинетики?

3) В чем практическое значение темы?

(Предполагаемые ответы: 1)Изучаем тему: Химическая кинетика. 2)Основное понятие темы – скорость. 3)Зная скорость реакции и факторы влияющие на скорость можно подобрать оптимальные условия для осуществления процесса на производстве или наоборот его предотвращения)

Давайте еще раз остановимся на факторах, влияющих на скорость химической реакции. Для этого выполните в группах предложенные задания.(Приложение 1) На работу 10 мин. При работе можно пользоваться опорными схемами, которые находятся в ваших папках. (студенты работают в группах по предложенным заданиям)

Итак, давайте выслушаем результаты работы 2 группы, их ответ дополнит 4 группа.

Теперь выслушаем результаты работы 3 группы, их ответ дополнит 5 группа. В пятой группе вопрос на размышление: Может ли с повышением температуры скорость химической реакции уменьшиться?

И завершит повторение выступление 1 группы.

(студенты отвечают на предложенные вопросы)

Подведем итог: мы изучили понятие скорости химической реакции и факторы, влияющие на скорость. С точки зрения теории столкновений, чтобы частицы вступили в химическую реакцию, они должны столкнуться с энергиями достаточными для разрыва имеющихся химических связей и столкновение должно быть направленным. Это все влечет за собой то, что на скорость химической реакции влияет концентрация, температура и ещё ряд факторов, которые мы подробно не рассматривали.

К одному из них мы сейчас обратимся.

Проделайте задание №1 из ваших папок и ответьте на вопрос. (приложение 2, задание1)

(студенты выполняют лабораторный опыт).

1.3 Постановка целей и задач урока

Задает вопросы: Какую функцию выполняет сульфат меди в данном опыте?

(В какой пробирке обесцвечивание произошло быстрее? Следовательно, что можно сказать о скорости реакции в присутствии сульфата меди?)

(предполагаемый ответ: увеличивает скорость химической реакции)

Как называются вещества увеличивающие скорость химической реакции?

(предполагаемый ответ: катализатор)

Изучали ли мы подробно данный фактор, влияющий на скорость химической реакции?

(предполагаемый ответ: нет)

Как вы думаете, есть ли необходимость изучить данный фактор более подробно?

(предполагаемый ответ: Да, т. к. ферменты, широко использующиеся в пищевой промышленности, выполняют функцию катализаторов)

Какова же тема сегодняшнего урока?

(предполагаемый ответ: катализ)

Цель занятия: Раскрыть причину, приводящую к увеличению скорости химической реакции с использованием катализатора, т. е. иметь представление о механизмах влияния катализатора на скорость химической реакции; знать: виды катализа, сущность и особенности ферментативного катализа.

1.4  Мотивация учебной деятельности студентов при усвоении учебного материала

Изучение кинетики катализа имеет важное теоретическое значение, поскольку только с позиции кинетики можно подойти к вопросу о механизме катализа, в том числе ферментативного.

Так же изучение данной темы необходимо с практических позиций, т. к. только имея определенные сведения о кинетике действия того или иного катализатора, можно подобрать оптимальные условия для его работы, а так же влиять на его активность в заданном направлении на различных стадиях технологического процесса.

2.1 Изучение и усвоение новых понятий

Рассматривать данную тему мы будем по следующему плану:

Основные понятия катализа. Виды катализа. Механизм гомогенного катализа. Механизм гетерогенного катализа. Ферментативный катализ:

5.1.  Механизм ферментативного катализа

5.2.  Особенности ферментативного катализа.

1. Первый вопрос мы рассмотрим, выполняя задание №2 вашей карточки. Работая с раздаточным материалом. (приложение 2, задание2)

Какие формулировки вы записали?

(зачитывают формулировки основных понятий

Катализ – изменение скорости химической реакции под влиянием веществ, которые, участвуя в процессе, в результате сами остаются неизменными по химическому составу и количеству.

Положительный катализ – если скорость процесса увеличивается

Отрицательный катализ – если скорость процесса уменьшается.

Катализаторы – вещества, увеличивающие скорость химической реакции, но в конечном итоге остающиеся неизменными.

Ингибиторы – вещества, замедляющие скорость химической реакции.

Специфичность – избирательность действия (на одно вещество или группу веществ)

Селективность – способность проведения реакции, по какому-либо одному пути. )

Во время ответа студента составляется опорная схема на доске.

2. Сравните два каталитических процесса:

- получение оксида серы(VI) из оксида серы(IV) с использованием в качестве катализатора оксида азота (II) и платины. ( обратите внимание на агрегатное состояние катализаторов) (предполагаемый ответ: в первом случае вещества и катализатор находятся в одном агрегатном состоянии; во второй реакции – в разном агрегатном состоянии)

Из скольких фаз состоит первая система? Вторая система? (предполагаемый ответ: первая система состоит из одной фазы, вторая из двух фаз)

Как называется система, состоящая из одной фазы? (предполагаемый ответ: гомогенная)

Если в этой системе осуществляются катализ, то он называется гомогенным.

Как называется система, состоящая из двух и более фаз? (предполагаемый ответ: гетерогенный)

Если в такой системе осуществляется катализ, то он называется гетерогенным.

Гомогенный катализ – если катализатор и реагирующие вещества находятся в одной фазе (жидкой или газообразной).

Например: гидролиз углеводов (например сахарозы) в водном растворе в присутствии серной кислоты.

Гетерогенный катализ – катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах.

Например: гидрирование жидких масел на металлическом никелевом катализаторе или его оксиде при получении твердых жиров.

Каталитическое действие может оказывать конструкционный материал технологической аппаратуры. Так, например, медь катализирует окисление аскорбиновой кислоты, поэтому оборудование для переработки плодов и овощей нельзя изготавливать из меди или её сплавов.

3. Объяснение гомогенного катализа – теория промежуточных соединений, впервые в трудах Оствальда 1894-1911гг. Основное положение – в течение реакции образуются неустойчивые промежуточные соединения катализатора с реагирующими веществами, которые затем распадаются с образованием продукта реакции, а катализатор регенерируется.

Для гипотетической реакции:

А + В С

1) образование неустойчивого промежуточного соединения

А + К = АК

2) Распад промежуточного соединения с образованием продуктов реакции и регенерации катализатора

АК + В = С + К

Энергетические затраты на образование и разрушение промежуточных соединений гораздо меньше, чем на непосредственное, прямое образование продуктов реакции.

(Рисунок на доске)

Иными словами, энергия активации реакции с участием катализатора значительно меньше, чем на непосредственное, прямое образование продукта.

Снижение энергии активации приводит к увеличению доли активных молекул, а следовательно к увеличению скорости химической реакции.

4. При гетерогенном катализе реакция протекает на поверхности катализатора. Отсюда следует, что площадь поверхностного слоя катализатора и его строение определяет активность катализатора. Объясняет механизм действия катализатора мультиплетная теория, предложенная в 1929 г. Баландиным.

Каталитической активностью обладают только определенные участки – активные центры. Активные центры – физические неоднородности ( грани, ребра, пики) атомы которых обладают ненасыщенными валентностями и могут образовывать неустойчивые поверхностные промежуточные соединения.

(показ по схеме)

Активный центр состоит из нескольких адсорбционных центров (атомов), расположенных на поверхности в определенном порядке, соответствующем геометрическому строению

молекулы, претерпевающей превращения.

Принцип геометрического соответствия.

Например: показ по схеме

C2H4 + H2 C2H6

Мультиплетный комплекс образуется в результате разрыва двойной связи в молекуле этилена, образования свободной валентности двух атомов углерода и присоединения их к двум атомам никеля на поверхности катализатора.

Несмотря на разницу в длинах связи наблюдается геометрическое соответствие вследствие того, что углы ординарной C – Ni составляют 120 оС

Второй принцип этой теории - энергетического соответствия. Энергия мультиплетного комплекса, должна лежать примерно посредине между энергиями исходных веществ и продуктов реакции. Энергия активации образования и распада мультиплетного комплекса должна быть оптимальной.

(показ по схеме)

Основной принцип этой теории – принцип геометрического и энергетического соответствия между поверхностью катализатора и реагирующими веществами.

Понижение энергии активации процесса, приводит к увеличению доли активных молекул, а следовательно к увеличению скорости химической реакции.

Кроме того адсорбция на активных центрах приводит к увеличению числа правильно ориентированных столкновений, а следовательно к увеличению скорости химической реакции. (показ по схеме)

5.1. Ферменты – биологические катализаторы белковой природы. Они значительно повышают скорость химической реакции, которые в отсутствии ферментов протекают очень медленно. Ферменты бывают: простые и сложные. Простые ферменты состоят только из белковой части. Сложные ферменты состоят из белковой и небелковой части.

Каким образом ферменты повышают скорость химической реакции? За счет уменьшения энергии активации, которое становится возможным, потому что ферментативная реакция протекает в несколько стадий.

1)  образование фермент - субстратного комплекса

2)  преобразование данного соединения в комплекс фермента с образованием конечного продукта ферментативной реакции.

3)  распад комплекса с образованием продукта и высвобождением фермента.

5.2 Особенности ферментативного катализа рассмотрим, выполняя задание 3. (приложение 2, задание3)

(предполагаемый ответ: высокая каталитическая активность)

Вопрос 1. ( После обсуждения) Примером высокой каталитической активности являются следующие цифры

1 г кристаллического пепсина расщепляет 50 кг коагулированного яичного белка.

1 г кристаллического ренина свертывает 72 т молока.

Второй особенностью ферментативного катализа является высокая специфичность. Только благодаря тончайшей специфичности ферментативного катализа возможна строгая упорядоченность и теснейшая взаимосвязь отдельных ферментативных реакций, лежащих в основе биологического обмена веществ ( фермент катализирует превращение только одного субстрата, фермент может действовать на группу родственных субстратов, стереохимическая специфичность – превращает только одну стереохимическую форму субстрата)

Третьей особенностью фермента, как биологического катализатора является его лабильность – подверженность влиянию различных факторов, обусловленная сложной пространственной конфигурацией белка.

Какие факторы и как они влияют на активность фермента, рассмотрим, работая с 2 и 3 опорными схемами.

(предполагаемый ответ: оптимальная температура действия ферментов 35 – 50оС, активность ферментов падает с повышением температуры из-за денатурации белка, для каждого фермента свой интервал оптимальной кислотности)

Сделайте вывод.

(предполагаемый вывод: меняя температуру и кислотность среды можно подобрать оптимальные условия для работы ферментов)

Вопрос начала лекции: может ли скорость реакции уменьшаться с повышением температуры?

(предполагаемый ответ: может в ферментативных реакциях, т. к. с повешением температуры активность ферментов уменьшается из-за денатурации белка составляющего фермент)

Ферментативный катализ играет большую роль в жизнедеятельности организмов и широко используется в пищевой промышленности. Давайте послушаем доклады о значении ферментативных процессов в хлебопечении и кондитерском производстве.

2.2. Осмысление студентами новых знаний.

Преподаватель дает вопросы для проработке в парах (приложение 2, задание 4)

2.3. Обобщение и систематизация знаний

Преподаватель раздает тестовые задания, контролируют работу (приложение 2) (выполняют тестовые задания и взаимопроверку)

3. Подведение итогов: Раскрывая пункты плана, мы раскрыли причину повышения скорости химической реакции под влиянием катализатора. Какова причина увеличения скорости химической под влиянием катализатора? В чём особенности ферментативного катализа? Какие ферменты используются при производстве хлебобулочных и кондитерских изделий?

Рефлексия

По итогам теста материал в основном усвоен

Для дополнительной проработки гл 4 10-14.

Приложение 1

Экспериментально-теоретические задания для актуализации знаний

Задание 1 группы

1. Что такое энергия активации? Как она влияет на скорость химической реакции.

Изобразите и поясните график показывающий изменение энергии в ходе химической реакции.

Изобразите и поясните график показывающий распределение частиц по энергиям.

Задание 2 группы. Исследуйте зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

Выполнение опыта.

В три пронумерованные пробирки налить из бюретки раствор тиосульфата натрия, воды и серной кислоты.

Уравнение происходящего процесса: Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S ↓+ H2O

В первую пробирку: 1мл тиосульфата натрия, 2мл воды и 1каплю серной кислоты.

Во вторую пробирку: 2мл тиосульфата натрия, 1мл воды и 1 каплю серной кислоты.

В третью пробирку: 3мл тиосульфата натрия и 1 каплю серной кислоты.

После прибавления серной кислоты пробирку встряхнуть для перемешивания содержимого и включить секундомер.

Отметить время от сливания растворов до появления заметного помутнения (исчезновения полоски).

Задание.

1. Результаты опыта занесите в таблицу

Номер пробирки	Содержимое пробирок	Раствор H2SO4, капли	Время протекания реакции t, с	Условная скорость реакции v = 1/t
Раствор Na2S2O3 мл	Вода H2O, мл	Условная концентрация, С
1	1	2	С	1
2	2	1	2С	1
3	3	0	3С	1

2. Постройте график зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ, где на оси абсцисс отложить условную концентрацию раствора тиосульфата натрия, на оси ординат – условную скорость реакции.

3. Проанализируйте график и сделайте вывод о зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

Задание 3 группы. Исследуйте зависимость скорости реакции от температуры

Выполнение опыта.

Уравнение происходящего процесса: Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S ↓+ H2O

В три пронумерованные пробирки налить из бюретки по 3 мл 0,1 н. раствора тиосульфата натрия. Замерить температуру воздуха в лаборатории.

Внести в одну пробирку 1 каплю раствора серной кислоты, быстро встряхнуть её для перемешивания содержимого и включить секундомер. Отметить время появления заметного помутнения (исчезновения полоски).

Другую пробирку с раствором тиосульфата натрия поместить в водяную баню и поднять температуру на 10оС выше комнатной температуры. После того, как в пробирке установится температура, внести в неё 1 каплю раствора серной кислоты, встряхнуть её и включить секундомер. Зафиксировать время заметного помутнения.

Аналогично провести опыт с третьей пробиркой, нагрев её на водяной бане до температуры на 20оС выше комнатной.

Задание.

1. Результаты наблюдений занесите в таблицу.

Номер пробирки	Температура опыта, оС	Время течения реакции t, с	Условная скорость реакции v = 1/t

2. Постройте график зависимости скорости реакции от температуры, где на оси абсцисс отложить температуру, а на оси ординат – условные значения скорости реакции.

3. Проанализируйте график и сделайте вывод о зависимости скорости от температуры.

Задание 4 группы. Исследуйте зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

Выполнение опыта.

В три пронумерованные пробирки налить из бюретки раствор тиосульфата натрия, воды и серной кислоты.

Уравнение происходящего процесса: Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S ↓+ H2O

В первую пробирку: 1мл тиосульфата натрия, 2мл воды и 1каплю серной кислоты.

Во вторую пробирку: 2мл тиосульфата натрия, 1мл воды и 1 каплю серной кислоты.

В третью пробирку: 3мл тиосульфата натрия и 1 каплю серной кислоты.

После прибавления серной кислоты пробирку встряхнуть для перемешивания содержимого и включить секундомер.

Отметить время от сливания растворов до появления заметного помутнения (исчезновения полоски).

Задание.

1. Результаты опыта занесите в таблицу

Номер пробирки	Содержимое пробирок	Раствор H2SO4, капли	Время протекания реакции t, с	Условная скорость реакции v = 1/t
Раствор Na2S2O3 мл	Вода H2O, мл	Условная концентрация, С
1	1	2	С	1
2	2	1	2С	1
3	3	0	3С	1

2. Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

3. Объясните эту зависимость с молекулярной точки зрения.

4. Какой закон отражает зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ.

5. Исследуйте зависимость скорости реакции от температуры

Выполнение опыта.

Уравнение происходящего процесса: Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S ↓+ H2O

В три пронумерованные пробирки налить из бюретки по 3 мл 0,1 н. раствора тиосульфата натрия. Замерить температуру воздуха в лаборатории.

Внести в одну пробирку 1 каплю раствора серной кислоты, быстро встряхнуть её для перемешивания содержимого и включить секундомер. Отметить время появления заметного помутнения (исчезновения полоски).

Другую пробирку с раствором тиосульфата натрия поместить в водяную баню и поднять температуру на 10оС выше комнатной. После того, как в пробирке установится температура, внести в неё 1 каплю раствора серной кислоты, встряхнуть её и включить секундомер. Зафиксировать время заметного помутнения.

Аналогично провести опыт с третьей пробиркой, нагрев её на водяной бане до температуры на 20оС выше комнатной.

Задание.

1. Результаты наблюдений занесите в таблицу.

Номер пробирки	Температура опыта, оС	Время течения реакции t, с	Условная скорость реакции v = 1/t

2. Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от температуры.

3. Объясните эту зависимость с молекулярной точки зрения.

4. Какое правило отражает зависимость скорости химической реакции от температуры.

На размышление: Может ли скорость химической реакции замедляться с увеличением температуры? Если нет, то объясните почему, если да – приведите пример.

Приложение 2

Задания для самостоятельной работы студентов по теме «Катализ»

Задание 1.

В двух пробирках получите вначале роданид железа (III). Для этого в каждую из пробирок налить по 10 капель раствора роданида калия и по 1 капле хлорида железа (Ш). Уравнение происходящего процесса: KSCN + FeCl3 = KCl + Fe(SCN)3↓

В одну из пробирок внести 1 каплю раствора сульфата меди. Затем в обе пробирки одновременно добавить по 10 капель тиосульфата натрия (предварительно приготовленного в двух других пробирках). Уравнение происходящего процесса: 2Fe(SCN)3 + 2 Na2S2O3 = 2Fe(SCN)2 + Na2S4O6 + 2NaSCN

Наблюдать различную скорость обесцвечивания раствора.

Какую функцию выполняет сульфат меди?

Задание 2.

Работая с учебником стр. 102 -105 найдите формулировки следующих понятий:

Катализ

Положительный катализ

Отрицательный катализ

Катализатор

Ингибитор

Антиоксидант

Селективность(специфичность)

Задание 3.

Изучите схемы и графики, характеризующие особенности ферментативного катализа и ответьте на предложенные вопросы.

Особенности ферментативного катализа.

1. Проанализируйте предложенную информацию.

2H2O2 = 2H2O + O2

Энергия активации данного процесса в 75,3

С платиной 48,9

С ферментом каталазой 23

Сделайте вывод о силе каталитического действия ферментов.

2. Рассмотрите график зависимости активности ферментов от температуры.

Ответьте на вопросы:

1) При какой температуре наступает максимальная активность ферментов?

2) Чем обусловлено падение активности ферментов при повышении температуры?

3. Рассмотрите кривые, характеризующие зависимость активности фермента от рН.

Что можно сказать о зависимости активности фермента от рН?

Сформулируйте вывод: Как можно регулировать каталитическую активность ферментов?

Задание 4.

Отработайте следующие вопросы в парах.

1. Что называется катализатором? Как классифицируются каталитические реакции?

2. Что такое ингибиторы, антиоксиданты? Приведите примеры.

3. Что такое ферменты? В чем заключается особенность их действия?

Задание 5.

Ответьте на предложенные вопросы:

1. Из каких стадий состоит реакция при гомогенном катализе и чем объясняется увеличение скорости?

2. Каковы основные положения теории гетерогенного катализа и какие вопросы она позволяет решать?

3. Объясните, исходя из закономерностей ферментативного катализа, почему увеличение температуры тела на 50 С приводит, как правило, к необратимым изменениям в организме человека, а снижение температуры даже на 100С (например при хирургических операциях) – нет?

Задания проверочной работы – тестовый первичный контроль

Вариант 1.

1. Использование катализатора:

а) снижает энергию активации реакции;

б) увеличивает энергию активации реакции;

в) увеличивает тепловой эффект реакции;

г) увеличивает концентрацию исходных веществ.

2. Для реакции 2SO2(г.) + O2(г.) à 2SO3(г.) соотнесите:

катализатор: тип катализатора:

1) оксид азота(II); а) гомогенный;

2) оксид ванадия(IV); б) гетерогенный.

3. Наиболее селективным катализатором является:

а) платина;

б) серебро;

в) каталаза;

г) оксид алюминия.

4. На рисунке представлены энергетические диаграммы одной и той же реакции в отсутствии катализатора и с использованием катализатора. Энергия активации каталитической реакции соответствует отрезку:

а) А;

б) Б;

в) В;

г) Г.

Вариант 2.

1. Использование катализатора:

а) увеличивает концентрацию исходных веществ;

б) увеличивает энергию активации реакции;

в) увеличивает тепловой эффект реакции;

г) снижает энергию активации реакции;

2. Для реакции 2H2O2(р.-р) à 2H2O(ж.)+ O2(г) соотнесите:

катализатор: тип катализатора:

1) раствор каталазы; а) гетерогенный;

2) оксид марганца(IV); б) гомогенный.

3. Ферменты отличаются от неорганических катализаторов:

а) высокой активностью;

б) высокой селективностью;

в) термической неустойчивостью;

г) все приведенные выше ответы верны.

4. На рисунке представлены энергетические диаграммы одной и той же реакции в отсутствии катализатора и с использованием катализатора. Энергия активации некаталитической реакции соответствует отрезку:

а) А;

б) Б;

в) В;

г) Г.