Методическая разработка урока «Дисперсные системы»

государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Чувашской Республики «Межрегиональный центр компетенций –

Чебоксарский электромеханический колледж»

Министерства образования и молодежной политики Чувашской Республики

МЕТОДИЧЕСКАЯ  РАЗРАБОТКА

урока

«Дисперсные системы».

  Автор:    – преподаватель

  ГАПОУ ЧР МЦК  ЧЭМК

г. Чебоксары 2017г.

Урок по теме: «Дисперсные системы»

Цели урока:

образовательные: углубить и обобщить знания учащихся о составе и свойствах растворов; сформировать понятие о дисперсной системе, о классификации и практическом значении дисперсных систем, о важной роли, которую играют в жизни природы и человека аэрозоли; ознакомить с отрицательным воздействием аэрозолей на окружающую среду.

развивающие:  развивать мыслительные операции (анализ, синтез, установление причинно-следственных связей, выдвижение гипотезы, классификация, проведение аналогий, обобщение, умение доказывать, выделение главного);

развивать умение проводить, наблюдать и описывать химический эксперимент;

воспитательные: воспитывать культуру речи, трудолюбие, усидчивость.

Тип урока: изучение нового материала.

Форма урока: лекция с элементами практической работы.

Вид урока: исследовательский.

Оборудование и реактивы: таблица «Дисперсные системы», карточки с тестовыми заданиями, пробирки, химические стаканы; окрашенные и неокрашенные эмульсии, суспензии, коллоидные растворы, водные растворы сульфата меди (II), 1 М раствор гексацианоферрата (III) калия, 2% раствор хлорида железа (III), силикатный клей, растворы мыла, какао, молока; крем, духи, лаки, дезодоранты, лекарства, гели.

План урока:

I. Организационный момент.

  II. Актуализация знаний учащихся

  III. Изучение новой темы

1. Вводная часть.

2. Практическая часть.

3. Классификация дисперсных систем.

4. Краткая характеристика дисперсных систем.

5. Многообразие и значение дисперсных систем.

IV. Закрепление темы.

V. Домашнее задание.

Ход урока:

Преподаватель: На прошлом уроке мы познакомились с типами химических связей и кристаллических решеток. Перед вами медный купорос, криолит, красная и желтая кровяная соль, поваренная соль, сахароза. Какого типа кристаллическая решетка для них характерна? Как можно измельчить крупные кристаллы? Кристаллы молекулярного типа (например, сахароза) могут быть измельчены при растворении в воде до молекул, а кристаллы ионного типа (например, поваренная соль) диссоциируют в воде на ионы.

При механическом воздействии крупные ионные, молекулярные и атомные кристаллы распадаются на более мелкие кристаллы такой же формы. Измельчение обеспечивает большую площадь соприкосновения веществ с окружающей средой (воздухом, водой и другими растворителями). Если вещество рассматривать в реальном окружении его другими веществами, то можно говорить об их системе. Одно и то же вещество может быть раздроблено по-разному. В зависимости от степени раздробленности образуются различные системы. Для общего понимания мира веществ надо познакомиться не только с тем, какие виды соединений существуют (например, комплексные), но и с тем, в каком состоянии раздробленности могут быть вещества и как это отражается на их свойствах.

Итак, сегодня мы на уроке познакомимся с раздробленным состоянием веществ в разной среде.

Тема нашего сегодняшнего урока: «Дисперсные системы». Урок будет проходить в

виде лекции с элементами практики. Будем работать по плану,  который записан на доске:

Основные пункты плана:

1. Вводная часть.

2. Практическая часть.

3. Классификация дисперсных систем.

4. Краткая характеристика дисперсных систем.

5. Многообразие и значение дисперсных систем.

Таким образом, мы на уроке познакомимся с системами, которые образуются при растворении различных веществ в воде или в другой среде. Вот мы с вами и подошли к понятию «растворение». Как вы понимаете это выражение?

Учащиеся: при смешивании с водой происходит растворение. Растворение - это физико - химический процесс, который осуществляется путем разрыва связей между частицами растворенного вещества с частицами растворителя.

Преподаватель: Давайте попробуем растворить различные вещества в воде. Проведем маленький эксперимент. У вас на столах имеются растворы и смеси.

Практическая часть:

1 группа - смесь глины с водой

2 группа - раствор сахара с водой

3 группа - раствор белка

4 группа - раствор мыла

5 группа - смесь силикатного клея и воды

6 группа - смесь молока с водой

7 группа — смесь растительного масла с водой.

Каждая группа работает согласно эксперименту. Данные растворы и смеси смешивают с водой, которая налита в химические стаканы и тщательно перемешивают стеклянной палочкой.

Преподаватель: Что вы наблюдаете?

У одних растворы прозрачные, у других мутные, у некоторых вообще не растворяются данные вещества. Значит, мы получили однородные и неоднородные системы. Однородные - это гомогенные системы, рассматриваем примеры по проведенным экспериментам. Неоднородные - это гетерогенные системы, также рассматриваем примеры. Однородными системами называются растворы, состоящие из молекул растворителя и частиц растворенного вещества, между которыми происходит физические и химические взаимодействия. Это мы наблюдаем каждый день, например, когда смешиваем сахар или соль с водой. Однако, некоторые вещества с водой (например, глина, раствор масла, клея) образовали мутные на вид неоднородные системы - гетерогенные, которые называются суспензиями, эмульсиями, взвесями.

На доске запись:

Системы

А) гомогенные Б) гетерогенные.

Почему одни вещества образуют однородную систему, а другие неоднородную систему? Чтобы ответить на этот вопрос, следует выяснить, что происходит при растворении веществ в воде. При растворении вещества измельчаются, дробятся. Поэтому все растворы, суспензии, эмульсии относят к дисперсным системам. Слово «дисперсия» (от латинского «dispersus») означает «рассеянный, рассыпчатый».

Дисперсными системами называют гетерогенные системы, в которых одно вещество в виде очень мелких частиц равномерно распределено в объеме другого. То вещество, которое присутствует в меньшем количестве и распределено в объеме другого вещества, называется дисперсной фазой. Она может состоять из нескольких веществ. Вещество, присутствующее в большом количестве, в объеме которого распределена дисперсная фаза, называется дисперсионной средой. Между ней и частицами дисперсной фазы существует поверхность раздела, поэтому дисперсные системы называют гетерогенными (неоднородными). И дисперсную среду, и дисперсную фазу могут представлять вещества, находящиеся в различных агрегатных состояниях - твердом, жидком и газообразном.

На доске таблица «Дисперсные системы и их классификация», где приводятся также примеры дисперсных систем с указанием размеров частиц.

По величине частиц веществ, составляющих дисперсную фазу, дисперсные системы делят на грубодисперсные (взвеси) с размером частиц более 100 нм и тонкодисперсные (коллоидные растворы) с размерами частиц от 100 до 1 нм. Если же вещество раздроблено до молекул или ионов величиной менее 1 нм, то образуется гомогенная система - раствор. Дисперсных систем известно много. Они различаются между собой в зависимости от того, какие частицы (твердые, жидкие, газообразные) и в какой среде (жидкой, твердой, газообразной) распределены. В зависимости от сочетания агрегатного состояния дисперсной среды и дисперсной фазы можно выделить 9 видов таких систем. Многообразие дисперсных систем обусловлено тем, что образующие их фазы могут находиться в любом из 3 агрегатных состояний. При схематичной записи агрегатного состояния дисперсной систем первым указывают буквами Г - газ, Ж - жидкость, Т - твердое вещество - агрегатное состояние дисперсионной среды, затем записываем агрегатное состояние дисперсной фазы. (Г, Ж, Т), примеры. Дисперсные системы с газообразной дисперсионной системой называется аэрозолями. Туман - дисперсная система, где дисперсная среда - воздух (газ), а дисперсной фазой являются мелкие капли жидкости. (Г - Ж). Пыль, дым - это взвеси твердых частиц в газе (Г - Т). А смог, висящий над крупнейшими городами мира - также аэрозоль с твердой и жидкой дисперсной фазой. Жители населенных пунктов вблизи цементных заводов страдают от всегда висящей в воздухе цементного сырья и продукта его обжига - клинкера. Аналогичные вредные аэрозоли - пыли имеются и в городах с металлургическим производствами. Шипучие напитки (показываем газированную воду) - это дисперсия газа в жидкости (Ж - Г). Также дезодоранты, лаки, дихлофос, пены - это дисперсия газа в жидкости (Ж - Г). Демонстрация названных предметов. Эмульсии - жидкость раздроблена в другой жидкости ( показываем вода + бензин Ж - Ж). Многие лекарства представляют собой эмульсии. Суспензии (среда - жидкость, а фаза - нерастворимое в ней твердое вещество, глина с водой Ж - Т). В твердой дисперсионной среде могут быть диспергированы газы, жидкости, твердые тела. К системам (Т - Г) относятся пенопласты, шлак, пемза, хлебобулочные изделия. К дисперсной системе - Т-Ж можно отнести натуральный жемчуг (карбонат кальция) в котором диспергирована вода. А к дисперсной системе Т - Т относятся бетон, строительные материалы, сплавы, цветные стекла, некоторые минералы.

Коллоидные системы могут быть получены в результате химических реакций, например, при взаимодействии растворов силиката калия или натрия с растворами кислот образуется коллоидный раствор кремниевой кислоты, (показываем со стола учащихся 5 группы раствор клея с водой и демонстрируем опыт).

Поясняю смысл слова «коллоид», от греческого слова «kolla» - клей, «eidos» - вид означает «имеющий вид клея».

При смешивании яичного белка с водой тоже образуется коллоидный раствор. Характерные свойства коллоидных растворов - прозрачность. В этом проявляется их сходство с истинными растворами. Но, если через коллоидный раствор пропустить луч света, то появляется светящийся конус. Этим они отличаются от истинных растворов. Частицы коллоидных растворов сильно рассеивают проходящий через них свет и делают заметным путь пропущенного светового луча - эффект Тиндаля. В отличие от суспензий и эмульсий коллоидные растворы устойчивы, отстаиваются в течение длительного времени. Это объясняется тем, что частицы коллоидных растворов сравнительно малы и находятся в постоянном движении. Может возникнуть вопрос: почему при взаимных сталкиваниях коллоидные частицы не слипаются? Это объясняется тем, что вещество в коллоидном, т. е. в мелко раздробленном состоянии обладает большой поверхностью соприкосновения и адсорбируют либо положительно, либо отрицательно заряженные ионы. Частицы же одноименными зарядами взаимно отталкиваются и поэтому не слипаются. Но можно создать условия, при которых происходит слипание коллоидных частиц и их оседание из раствора. Этот процесс называется коагуляцией.

Демонстрация опытов.

Опыт №1. В коллоидный раствор гидроксида железа (III) добавляем каплю раствора гексацианоферрата (III) калия. Происходит изменение цвета и выпадение осадка. Это и есть коагуляция.

Опыт №2. Раствор белка добавляем 2-3 капли концентрированной соляной кислоты, белок коагулирует.

Опыт №3. Нагреваем белок куриного яйца до кипения и наблюдаем сворачивание белка.

Итак, устойчивость нарушается при хранении, действие кислот, при нагревание, при введение электролитов.

Наибольшее значение имеют системы, в которых средой является вода и другие жидкости. Показываем из эксперимента учащихся.

Истинные растворы - это дисперсные системы, но в них исключительно малы диспергированные частицы. Именно поэтому истинные растворы называются однородными системами, либо их неоднородность нельзя обнаружить даже с помощью ультрамикроскопа. В истинных растворах диспергированными частицами являются отдельные молекулы, ионы, или их гидраты. Размеры этих частиц меньше 1 нм. Растворы иногда называют истинными, когда требуется подчеркнуть их отличие от коллоидных растворов. Растворителем считают то вещество, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. Например, вода в водных растворах поваренной соли, сахара, углекислого газа. Демонстрация из эксперимента учащихся.

Если же раствор образовался при смешении газа с газом, жидкости с жидкостью и твердого с твердым, растворителем считают тот компонент, которого больше в растворе. Так, воздух - это раствор кислорода, инертных газов, углекислого газа в азоте (растворитель). Столовый уксус, в котором содержится от 5 до 9% уксусной кислоты - раствор её в воде (растворитель - вода). Но в уксусной эссенции роль растворителя играет уксусная кислота, так как её массовая доля составляет 70-80%, следовательно, это - раствор воды в уксусной кислоте.

Раньше существовали две точки зрения на растворение и растворы: физическая и химическая. Согласно первой растворы рассматривались как механические смеси, согласно второй - как нестойкие химические соединения частиц растворенного вещества с водой или другим растворителем. Последняя теория была высказана в 1887 году , который посвятил исследованию растворов более 40 лет. Эта теория в настоящее время общепризнана.

Раствор - гомогенная система (однородная), состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.

Для химии наибольшее значение имеют дисперсные системы и растворы, в которых средой является жидкость. Они играют важную роль в природе, быту и производстве.

Области применения истинных растворов обширные. Они вам в основном знакомы. Работая в химической лаборатории, вы убедились, что для проведения реакций между солями, кислотами, щелочами, используются водные растворы этих веществ. Вам также известно, что растения усваивают минеральные удобрения только в растворенном виде. Поэтому очень важно для получения высоких урожаев и защиты растений от вредителей и болезней надо уметь готовить растворы соответствующих веществ. Аэрозоли играют важную роль в природе, быту и производственной деятельности человека. Скопления облаков, опыление полей химикатами, нанесение лако - красочных покрытий, распыление топлив, выработка сухих молочных продуктов, лечение дыхательных путей (ингаляция) - примеры тех явлений и процессов, где аэрозоли приносят пользу. Но, в то же время дым заводских труб, смоги, мельчайшие капельки слюны, вылетающие изо рта гриппозного больного - примеры вредных аэрозолей.

Для закрепления изученного материала можно дать тестовые задания.

ТЕСТИРОВАНИЕ

1. К газообразным дисперсным системам относится атмосферный туман. Туман представляет из себя распределение мельчайших частиц:

А) твердого вещества в газе

Б) жидкости в газе.

В)газа в газе.

Г) жидкости в жидкости.

2. Эмульсиями называются дисперсные системы, в которых:

A) газообразные частицы распределены в жидкости. Б) газообразные частицы распределены в газе.

B) одна жидкость раздроблена в другой, не растворяющей её жидкости.

Г) твердые частицы распределены в жидкости.

3. В лаборатории в химическом стакане на пламени газовой горелки нагревается вода. Температура кипения жидкости повысится, если:

A) накрыть стакан с водой крышкой.

Б) увеличить пламя газовой горелки.

B) уменьшить пламя газовой горелки.

Г) добавить поваренной соли в воду.

4. Суспензиями называются такие дисперсные системы, в которых:

A) газообразные частицы распределены в жидкости.

Б) газообразные системы распределены в газе.

B) жидкость раздроблена в другой жидкости не растворяющей её жидкости.

Г) твердые частицы распределены в жидкости.

5. Раствор хлорида калия оставили в склянке. Через несколько недель в склянке образовался осадок. Раствор над осадком является:

A) разбавленным.

Б) насыщенным.

B) перенасыщенным.

Г) ненасыщенным.

6. Зимой во время гололеда обледенелую дорогу посыпают поваренной солью или хлоридом кальция, при этом лед тает. Это объясняется тем, что:

A) образуется раствор, температура замерзания которого выше, чем у растворителя.

Б) образуется раствор, температура замерзания которого ниже, чем у растворителя.

B) происходит выделение теплоты.

Г) происходит поглощение теплоты.

V. Домашнее задание: § 7 прочитать, ответить на вопросы (№ 1,2,3,4).

5. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. , , Современные образовательные технологии. М.: Кнорус, 2011. 269 с.

4. , Развитие внутренней мотивации изучения химии // Химия в школе. 2002. №7. С.20.

6. О способах формирования интереса к процессу познания //Химия в школе. 2002. №7. С.25.

9. : Теория и методика обучения химии. М.: Дрофа, 2010. 336 с.

10. Активизация познавательной деятельности учащихся в учебном процессе. М.: Просвещение, 1982. 160 с.