Открытый урок по теме: "Катализаторы"

Я слышу – я забываю, я вижу – я запоминаю, я делаю – я понимаю.

Китайская пословица

Цели урока:

• формирование понятия о катализаторе и катализе, ферментах;
• закрепление понятия скорости химической реакции, факторов влияющих на неё;
• продолжение развития интеллектуальных навыков учащихся (анализ, синтез, обобщение);
• научиться находить связи рассматриваемых явлений, смысловой функции речи.
• воспитание культуры общения, экологического мышления;
• ознакомление учащихся с химическими профессиями.

Задачи:

• Рассмотреть влияние катализатора на скорость химической реакции, его особенности виды катализаторов (положительные и отрицательные), виды катализа.
• Рассмотреть особенности ферментов, как биологических катализаторов белковой природы.
• Показать значение катализаторов в жизни, в народном хозяйстве.
• Повторить такие химические понятия, как скорость химической реакции и факторы, влияющие на нее.
• Развивать умение сравнивать, обобщать, применяя исследовательский метод учебной деятельности.
• Развивать навыки экспериментальной работы, работы с книгой, со справочным материалом.
• Ввести новые химические и биологические понятия: катализаторы, катализ, ингибиторы, ферменты, каталаза, птиалин, пепсин.
• Способствовать умению работать в парах.
• Развивать серьезный интерес к природоохранным проблемам.
• Формировать представление и интерес к “химическим” профессиям.

Оборудование и реактивы: Аптечная перекись водорода – Н₂О₂, MnO₂, кусочки вареной и сырой моркови (отдельно), кусочки вареного и сырого мяса (отдельно), пачки от стиральных порошков с биодобавками, медицинский градусник.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

– Ребята, эпиграфом к нашему уроку выбраны слова китайской пословицы, которая написана на доске. Прочитайте ее. Один ученик читает вслух. Подумайте, почему я выбрала эту пословицу. Я думаю, в конце урока вы сможете дать мне ответ.

II. Проверка знаний по теме

Фронтальный опрос.

– Сегодня на уроке мы продолжим изучать один из разделов химии. Какой? Подскажите.

– Что изучает химическая кинетика?

– Что называется скоростью химической реакции?

– Запишите формулу для ее нахождения.

– Какие факторы влияют на скорость химической реакции?

– Молодцы. Теорию знаете. А сейчас, проверим, как вы умеете применять знания на практике. Работаем в парах. На столе у каждой пары карточка с вопросом. Вы можете обсудить свой вопрос в паре. Такой же вопрос есть еще у одной пары. Выигрывает та пара, которая быстрее и правильнее ответит на вопрос. Остальные тоже слушают ответ и высказывают свое мнение.

Вопросы.

• Почему на мукомольных заводах иногда происходят взрывы? Приведите свои примеры.
• Где такие вещества как сера, уголь горят быстрее в чистом кислороде или на воздухе. Почему?
• Почему продукты питания хранят в холодильнике?
• Почему жидкий бензин и спирт горят спокойно (в спиртовке), а пары этих веществ в воздухе взрывается?

– Молодцы! Знатоки вы неплохие. Лучше всех работала пара … (оценки).
А теперь, посмотрим, как быстро вы решите экспресс – задачи. Но прежде ответьте на вопросы. Какой формулой выражается зависимость скорости химической реакции от температуры? Кто вывел это правило? Запишите основной закон химической кинетики. Как он называется? Какой ученый его вывел? Кто может решить задачи у доски?

Учащиеся решают задачи в тетрадях. Один – с обратной стороны доски.

Экспресс-задачи.

1. Одним из этапов получения серной кислоты является окисление SO₂ в SO₃. Начальная SO₂ в реакции окисления его до SO₃ была 2 моль/ л, а через 50 секунд стала 0,5 моль/л. Найти скорость химической реакции? Решение. Что это значит с химической точки зрения?
2. Во сколько раз увеличится скорость гидролиза сахарозы в организме заболевшего человека, если у больного температура = 42⁰, j = 4. Решение. Скорость химической реакции увеличится в 2,1 раза. Что это означает?
3. Химической реакция происходит в растворе согласно уравнению А + Б = С. Как изменится ее скорость, если концентрация “Б” увеличится в 2 раза? Решение. Что это значит с химической точки зрения?

Проверка решения задач. Учащиеся сверяют свои ответы с ответами на доске, выставляют себе оценки (“5” – все решены, “4” – решены две, “3” – решена одна задача.)

III. Подготовка к активному и сознательному усвоению нового материала

– Сегодня мы рассмотрим еще один фактор, влияющий на скорость химической реакции. А что это за фактор вы узнаете, проведя химический эксперимент с Н₂О₂. Вспомните, где вы встречались с этим веществом. Его формула? Это оксид? Н₂О₂ способен разлагаться на воду и кислород.

2Н₂О₂ = Н₂О + О₂

– Но ведь в аптеке и сейчас в пробирке, мы не наблюдаем ни каких изменений. Какого типа записанная на доске реакция? (Реакция разложения.)
– А все реакции разложения какие? (Эндотермические.)
– Какие условия надо создать для протекания этой реакции? (Нагреть.)
– Повторим технику безопасности, которую необходимо соблюдать при нагревании.

Учащие называют основные положения техники безопасности.

Вопросы:

• Что вы наблюдаете при нагревании Н₂О₂?
• О чем это свидетельствует?

IV. Изучение нового материала

– Что еще можно сделать, чтобы увеличить скорость химической реакции? Какое условие протекания хим. реакций вы еще знаете? Возьмите инструкцию по проведению опытов и прочитайте опыт № 2. (см. Приложение) проделайте его.

Вопросы:

1. Что наблюдаете?
2. Какой газ выделился?
3. Как определили?
4. Чем явился MnO₂ в этой реакции?

Вывод: познакомились с основным свойством катализаторов (Кt)

Проблемный вопрос. А всякое ли вещество может быть катализатором и ускорять скорость химической реакции? Для ответа на этот вопрос выполните опыт № 3.

Вопросы:

• Что наблюдали?
• Какой вывод из этого можно сделать?

Вывод: действие катализатора избирательное.

Вопросы.

• Что еще вы знаете о катализаторах? (не изменяется масса и цвет)
• Ребята раз есть вещества, ускоряющие химическую реакцию, значит и есть ее замедляющие. Их называют ингибиторы.

– Тогда какие вещества можно называть катализаторами? Откройте учебник (Химия 8 класс О.С. Габриелян) на с. 126, а какое определение дано в учебнике? Прочитайте. Молодцы. Я не сомневалась в том, что ваше определение будет таким же.
Катализ – это процесс изменения скорость химической реакции с помощью катализаторов. Термины катализ (пер. разрушающий) и катализатор ввел шведский химик Берцелиус в 1835г.
Одним из исследователей катализаторов был в России Гесс, который в 1835 году опубликовал статью “ О свойстве весьма мелко раздробленной платины способствовать соединению кислорода с водородом и о плотности платины”.
Платина – универсальный катализатор хоть и дорогой. Японские и американские химики с помощью платинового катализатора добились почти полного сгорания топлива в двигателях что резко уменьшило содержание вредных примесей в выхлопных газах и сделало чище атмосферу.
Значение катализаторов в промышленности. Позволяют повысить производительность хим. процессов, уменьшить стоимость хим. аппаратуры, сделать производство экологически более чистым и экономически более выгодным.

Пример:

1) 2SO₂ + O₂ = 2SO₃, Кt = VO
2) C₂H₄ + H₂ = C₂H₆, Кt = Рt, Ni

Инженеры-технологи работают над проблемой повышения скорости хим. реакции. В нашем городе два вуза готовят таких специалистов. Это - Сибирский государственный индустриальный университет (технологический факультет) и филиал Кемеровского государственного университета (специальность – экология).
Вы слышали о таких веществах как ферменты. Что это такое?
Возьмите инструкцию и прочитайте опыт номер 3. Прежде чем выполнить опыт подумайте о цели его проведения.

Выполнение опыта.

Вопросы:

• В каких пробирках происходят изменения и какие?
• Какой газ выделяется?
• Что это значит?
• Где содержится этот катализатор?

– Расщепляя перекись водорода, каталаза играет защитную роль. Она обезвреживает ядовитое вещество, которое образуется в клетке в процессе жизнедеятельности. Такие катализаторы называют ферментами (энзимами).

Вопросы:

• В пробирках 3, 4 видим изменения?
• Есть химическая реакция?
• Почему не наблюдалось разложение перекиси водорода в этих пробирках?
• Какой вывод из этого сделать?
• В каком интервале температур работают “ человеческие” ферменты? Учитель показывает термометр.

– Ферменты отличаются от неорганических катализаторов. Найдите эти отличия в тексте учебника на странице 127. Кто сколько отличий нашел? У кого также? О каких ферментах вы прочитали в учебнике?
Ферменты широко используются в промышленности (пищевой: сыроварение, изготовление вина, пива, хлебопечения и фармацептической (зубная паста), кожевенной и т.д.)

V. Обобщение

– Вспомним, о чем шла речь на сегодняшнем уроке. Рассмотрели еще один фактор, влияющий на скорость хим. реакции – катализатор, явление катализа. Познакомились с органическими катализаторами белковой природы – ферментами. Рассмотрели их особенности.

VI. Закрепление

– Посмотрим как вы запомнили определения: катализатор, катализ, ингибиторы, ферменты, каталаза, птиалин, пепсин.

• Какие бывают катализаторы?
• Виды катализа?
• Каково значение ферментов в жизни человека?
• Чем отличается действие ферментов от действия неорганических катализаторов?
• Зачем необходимо чистить зубы после приема сладостей?
• Почему человек погибает при температуре 35⁰> t > 42⁰?
• Почему в инструкциях по применению стиральных порошков, содержащих ферменты “биологические добавки” рекомендуют строго соблюдать температуру?

Выставление оценок учащимся за работу на уроке.

VII. Информация о домашнем задании и инструктаж о его выполнении

– Приготовить сообщение об использовании катализаторов в промышленности, жизни, о вредном влиянии антропогенных факторов на них.

VIII. Обратная рефлексия

– Ребята, так почему же эпиграфом к сегодняшнему уроку были взяты слова: ”Я слышу – я забываю, я вижу – я запоминаю, я делаю – я понимаю”.

Ответы учащихся.