Интегрированный урок по химии по теме: "Вода - парадоксальный оксид жизни"

Разделы: Химия, Биология

Задачи:

  • Интегрировать ретроспективные знания о значении воды в природе из курсов природоведения, географии, физики.
  • Систематизировать знания о физических свойствах воды, развивать знания о химических свойствах воды, о типах химической связи на примере водородной связи.
  • Раскрыть роль воды в зарождении, развитии живых организмов на Земле.

Структура урока:

1. Вводная часть (определение темы, задач урока).

2. Основная часть – изучение нового материала:

  • вода в природе;
  • аномальные свойства воды;
  • вода – растворитель;
  • химические свойства воды.

3. Закрепление.

4. Подведение итогов урока.

Ход урока

Приветствие класса.

Сегодня у нас с вами не совсем обычный урок химии. Я бы скорее его назвала биолого-, химико-, физический урок. Такие уроки носят название интегрированных, т.к. помогают объединить знания всех наук для создания целостного представления об изучаемом объекте. Мы сегодня будем изучать необычное по свойствам вещество планеты, обладающее парадоксальными свойствами и, безусловно, важнейшее для всего живого – это вещество вода. Тема нашего урока “Вода – парадоксальный оксид жизни”.

Нам предстоит выяснить, какие свойства воды определяют её значение для жизни на Земле.

Эпиграфом к нашему уроку я выбрала слова Леонардо да Винчи:

“Воде была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле”.

Воде посвящаются стихи поэтов, картины художников, скульптурные композиции. Она – величайшее вещество на планете.

В кружева будто одеты
Деревья, кусты, провода.
И кажется сказкою это,
А в сущности только вода.
Безбрежная ширь океана
И тихая заводь пруда,
Струя водопада и брызги фонтана,
И всё это – только вода.

Посмотрев сюжет из видеофильма, вам предстоит ответить на вопрос: “Где в природе встречается вода?”

(Отрывок из видеофильма о воде.)

В ходе урока на доске строится схема значения воды в природе с опорой на необычные свойства воды и её участие в природных биоценозах.

Свойства, определяющие значение воды в природе

В средах обитания В организмах В неживой природе
1. Высокая теплоёмкость 1.Хороший растворитель 1. Участвует в круговороте веществ
2. Плотность льда меньше плотности воды 2. Большая теплота испарения  
3. Агдезия – смачиваемость поверхности твёрдых тел 3. Вода – реагент  
4. Когезия – высокое поверхностное натяжение    

Вода окружает нас везде и связано это, прежде всего, с её необычными, аномальными, парадоксальными свойствами.

Используя данные о теплоёмкости веществ, ответьте на вопрос:

“Какова относительная теплоёмкость воды и льда по сравнению с другими веществами?”.

Данные теплоёмкости некоторых веществ (кДж/моль):

  • Спирт – 2,4
  • Ртуть – 0,12
  • Вода – 4,19
  • Алюминий – 0,88
  • Медь – 0,38
  • Сталь – 0,46
  • Лёд – 2,1

Каково значение высокой удельной теплоёмкости воды и льда для живых организмов на Земле?

  • нет резких колебаний температур водоёмов;
  • постоянство условий протекания физиологических процессов;
  • Земля не перегревается, т.к. 2/3 Солнечной энергии поглощается Мировым океаном;
  • смягчается климат Земли.

Какова зависимость расстояния между частицами и агрегатным состоянием веществ?

Как это влияет на плотность веществ? Чем ближе располагаются частицы в веществах друг к другу, тем плотнее вещество.

А теперь, давайте посмотрим на плотность воды и льда и сравним с нашими выводами.

Плотность воды равна 1 г/см 3, а льда – 0,9 г/см 3.

Парадокс? Аномалия?

Что будет со льдом, если его бросить в воду? Он всплывёт.

Вода нарушила закон!
Лёд плавает, не тонет он!

А каково значение этого аномального свойства для живых организмов?

  • защита;
  • жизнь в воде даже зимой;
  • постоянство температуры подо льдом (+ 4o С ).

У воды есть ещё одно необычное свойство – агдезия – это смачиваемость поверхности твёрдых тел.

(Демонстрация опыта по капиллярному явлению.)

Каково значение этого явления для жизни на Земле?

Вода способна подниматься вверх по почвенным капиллярам. Это обеспечивает растения влагой.

Есть народная мудрость, подтверждающая данное свойство:

Лучше семь раз взрыхлить, чем один раз полить.

Когезия – высокое поверхностное натяжение.

Вам предстоит посмотреть отрывок из фильма и ответить на вопрос: “Что обусловливает движение тел на поверхности воды?”

(Демонстрация видеоотрывка.)

– Поверхностная плёнка.

Как она образуется?

– За счёт водородных связей между молекулами воды на поверхности жидкости.

Каково значение этого свойства для водных организмов?

– Передвижение.

В тетрадях ученики строят цепи воды, основанные на водородных связях между молекулами:

Этап релаксации на уроке. (Можно провести физкультминутку).

Аномальная вода. (В воздухе руками пишется формула воды – Н2О)

В облаках плывёт она, (Движения в воздухе руками над головой)

По реке она идёт, (Шаги на месте )

Ведь не тонет твёрдый лёд. (Руки разводятся в стороны)

Что активнее циркулирует в наших организмах после физкультминуток?

– Кровь.

Какое химическое вещество является основой крови?

– Вода.

Кто знает, сколько воды содержит его тело?

Давайте сделаем расчёты содержания воды в каждом из нас:

Организм человека содержит примерно 66 % воды.

Зная массу своего тела, рассчитайте количество воды в вашем организме.

Вручается медаль самому “водному человеку класса”.

Как вы думаете, что вода обеспечивает в нашем организме?

  • растворимость веществ;
  • теплорегуляцию;
  • участвует в химических реакциях.

Вода – растворитель, т.к. она диэлектрик. Благодаря этому свойству, вещества, в растворённом виде, участвуют в обменных процессах в клетках.

По отношению к воде все вещества подразделяют на гидрофильные и гидрофобные.

(Демонстрация растворимости органических веществ – глюкозы и крахмала.)

Вступая с веществами в химические реакции, вода может образовывать непрочные вещества – гидраты.

Опыты:

1. Растворяем серную кислоту в воде.

2. Растворяем нитрат натрия в воде.

Наблюдаем за изменением температуры растворов. Делаем вывод о химической природе процессов. Основу теории этого процесса сформулировал Д.И.Менделеев в своей “гидратной теории”.

Внешние признаки этих процессов малозаметны. Однако вода не всегда реагирует малозаметно с веществами.

Вода – реагент.

Она реагирует с:

  • металлами;
  • неметаллами;
  • кислотными оксидами;
  • основными оксидами.

(Демонстрация опытов и запись реакций в тетради.)

2 Na + 2 H2O = 2 NaOH + H2

Mn + H2O = MnO + H2

C + 2 H2O = CO2 + 2 H2

SO2 + H2O = H2SO3

CaO + H2O = Ca(OH)2

Обращаемся к электрохимическому ряду напряжений металлов и зависимости продуктов реакций от положения металлов в данном ряду.

В качестве закрепления учащимся предлагается проанализировать построенную схему значения воды и самостоятельно написать пять химических реакций, в которых вода может быть исходным веществом, продуктом реакции. По возможности, рассматривается биохимическое значение данных реакций.

Подводятся итоги урока, оценивается участие каждого в работе.

Домашнее задание:

  1. Учебник авт.Л.С.Гузей, Р.П.Суровцева: параграфы 7.1–7.7., 24.3
  2. Учебник Г.М.Чернобельская, И.П.Чертков: параграфы 28, 29.
  3. Дополнительно по желанию подготовить дополнения о значении воды для отдельных живых организмов.