Урок химии по теме "Сплавы"

Разделы: Химия


Цель урока: дать понятие о сплавах, их классификации и свой­ствах. Познакомить учащихся с важнейшими сплавами и их значением в жизни общества.

Задачи:

  • Повторить основные физические свойства металлов, на основе которых они находят применение.
  • Изучить теорию по вопросу состава и применения человеком сплавов.
  • На практике познакомиться с некоторыми свойствами сплавов.

Оборудование и реактивы: коллекция сплавов черных металлов: чугунов и сталей, изделий из них. Коллекция сплавов цвет­ных металлов и изделий из них. Спиртовка, лучинка,  швейная иголка, стакан с водой.

ХОД УРОКА

I. Организационная часть

Учащиеся распределяются на группы и рассаживаются за круглые столы по 4-5 человек.
На каждом столе оборудование и карточки с дополнительным материалом.

II. Актуализация знаний

– Как давно люди начали использовать металлы, вспомните из истории: железный век, медный век, бронзовый век, почему они так названы?
– На основании каких свойств металлы используются человеком с незапамятных времён? (Твердость, прочность, износоустойчивость, электропроводность и т.д.).
– Более всего за свою историю человечество использовало железо и медь. Давайте сейчас подумаем, есть ли у этих металлов какие-либо недостатки, которые делают использование их не таким идеальным, как хотелось бы человеку? (Изделия из чистой меди – мягкие и легко деформируются, железо корродирует, ломается).
– Сегодня мы с вами постараемся разобраться, что можно сделать, чтобы устранить недостатки этих очень широко используемых человеком металлов.

Понятие о сплавах

– К сплавам относятся все системы, полученные сплавлением каких-либо веществ. Наибольшее значение имеют металлические сплавы — материалы с металлическими свойствами, состоящие из двух или более компонентов, из которых по крайней мере один — металл.
– Химическая связь в сплавах металлическая. Поэтому они обладают физическими свойствами, которые опреде­ляются этим типом связи.
– Какими свойствами обладают металлы? (Металлический блеск, и электро- и теплопроводность и т. д.)
– Сплавы получаются путем смешения различных металлов в расплавленном состоянии с затвердеванием их при последующем охлаждении.
В металлургии железо и его сплавы выделяют в одну группу под названием черные металлы; остальные металлы и их сплавы имеют техническое название цветные металлы. 
Подавляющее большинство железных (или черных) сплавов содержит углерод. Их разделяют на чугуны и стали.

При этом возможно образование следующих типов сплавов.

1. Расплавленные металлы неограниченно растворяются друг в друге, т. е. смешиваются в любых отношениях. Таким образом получаются твердые растворы. Компонентами таких систем могут быть металлы, у которых решетки одного типа, а атомы имеют близкие размеры, например: Ag — Си, Ag — Аи, Си — Ni. Такие сплавы содержат в узлах кристаллической ре­шетки атомы обоих металлов, а потому однородны. По сравне­нию с компонентами, из которых они состоят, такие сплавы характеризуются более высокой прочностью, твердостью и хи­мической стойкостью; они пластичны и хорошо проводят электрический ток.

2. Расплавленные металлы смешиваются между собой в лю­бых отношениях, но при охлаждении образуется не твердый раствор, а сплав, состоящий из мельчайших отдельных крис­талликов каждого из металлов, например РЬ — Sn, Pb — Ag, Bi — Cd.

3. Расплавленные металлы вступают в химическое взаимо­действие и образуют между собой химические соединения — интерметаллиды: Zn и Си, Са и Sb, Pb и Na.

Кроме сплавления, некоторые сверхтвердые сплавы получа­ются методом порошковой металлургии, когда смесь порош­ков металлов прессуется под большим давлением с последую­щим спеканием ее при высокой температуре.
Этот вид металлургии используется и для получения сверх­твердых изделий. Другие изделия из сплавов получают в ос­новном методами литья или литьем с последующими ковкой, штамповкой, прокатом или резанием.

Представители сплавов

 – Сейчас мы познакомимся с основными сплавами железа и цветных металлов.
– У вас на столах есть карточки (Приложение 1). Познакомьтесь с их содержанием, а так же воспользуйтесь § 7  учебника и приготовьте ответы на вопросы и сделайте записи в рабочей тетради с. 28-30 [2].

III. Закрепление

Свойства сплавов

Сейчас мы с вами на опыте убедимся, что сплавы действительно имеют несколько иные  свойства, такие как  более низкую температуру плавления и большую твердость сплавов по сравнению с компонентами, составляющими их [1].

Опыт 1. Учащимся показывают медь, цинк и латунь. Обра­тить внимание на их цвет. Для того чтобы показать твердость латуни (она тверже меди и цинка), пластинкой из нее царапа­ют пластины из меди и цинка.

Опыт 2. Аналогично, как в предыдущем опыте, демонстри­руют большую твердость бронзы по сравнению с твердостью меди и олова.

В заключение урока, проделать лабораторную рабо­ту по отпуску и закаливанию стали на примере швейной иглы.

Опыт 1. Швейную иглу несколько раз накаливают в пламени газовой горелки или спиртовки. После постепенного охлаждения иголку или лезвие можно легко сги­бать. Произошел отпуск стали.

Опыт 2. Иголку из предыдущего опыта снова на­каляют и быстро опускают в воду. Теперь иголка не гнется, ее можно сломать. Сталь при быстром охлаждении в воде закалилась.

IV. Рефлексия

 – На столах находятся вырезанные из цветного картона фигурки различных деталей двух цветов. Выплавили ли мы с вами сегодня новые сплавы знаний, или вы уйдёте с урока с тем , с чем пришли?

Серые фигурки – сплавы знаний не получили
Красные фигурки – получен новый сплав, ребята формулируют основную, на их взгляд идею урока.

V. Домашнее задание: § 7, упр. 1 – 4 приготовить сообщение о использовании сплавов в автомобиле- и самолётостроении.

Литература^

1. Габриелян О.С. Химия. Настольная книга учителя. 9 класс: методическое пособие / О.С. Габриелян, И.Г.Остроумов. – 3-е изд., перераб. – М.:Дрофа, 2007. – 350 с.
2. Габриелян О.С. Химия. 9 кл.: рабочая тетрадь к учебнику О.С.Габриеляна «Химия. 9 класс» / О.С.Габриелян, А.В.Яшукова – М.: Дрофа, 2013. – 175 с.

19.07.2014