Цели:
- обучающие: изучить сущность коррозии металлов и способы защиты от коррозии;
- развивающие: развитие умений сравнивать, обобщать, делать самостоятельные выводы, работать в группах, развитие познавательного интереса к предмету;
- воспитывающие: воспитание активной личности, умеющей проявлять инициативу, отстаивающей собственную позицию.
Тип урока: изучение нового материала.
Методы: беседа, работа в группах, демонстрация химического эксперимента.
Оборудование: штатив для пробирок, пять пробирок, пять гвоздей, медная проволока, цинк, растворы гидроксида натрия, хлорида натрия, кипяченая вода.
Ход урока
I. Организация учащихся.
II. Актуализация знаний.
Вопрос учителя. Почему металлы в природе чаще встречаются не в чистом виде, а в форме химических соединений?
(При образовании химического соединения, атом металла завершает свой внешний энергетический уровень.)
Учитель. Стремление металла к завершению энергетического уровня может причинить ущерб хозяйственной деятельности человека. В качестве примера я приведу историю, случившуюся с одним американским миллионером.
III. Изучение новой темы.
Задача. В 20-е годы ХХ в. с одним американским миллионером произошла неприятная история. По его заказу была построена роскошная яхта “Зов моря”. Для обшивки корпуса яхты использовался сплав никеля с медью, известный под названием монель-металл. Этот сплав отличался чрезвычайно высокой стойкостью во многих агрессивных средах, в том числе и в морской воде. Другие детали корпуса судна были изготовлены из специальных нержавеющих сталей, т.е. материалов, содержащих железо. Но когда яхту спустили на воду, она полностью вышла из строя. Объясните, что послужило причиной гибели яхты.
Учащиеся выдвигают гипотезы, объясняющие причины гибели яхты.
Учитель. Вы правильно считаете, что причиной гибели яхты были окислительно-восстановительные процессы. Вам необходимо определить какие именно это были процессы.
Организуется самостоятельная работа в группах.
Задания для работы в группах
1. Используя тексты №1,2 (приложение 1 и приложение 2), подготовьте сообщения о видах коррозии и её сущности
2. Обменяйтесь информацией между членами своей группы.
3. Постройте схему “Коррозия металлов” (используйте для этого готовые блоки, которые находятся в конверте и перепишите её в тетрадь).
4.Сравните определение понятий “химическая коррозия” и “электрохимическая коррозия”.
5.Среди перечисленных металлов выберите те, в присутствии примесей которых скорость электрохимической коррозии железа будет замедляться. Объясните, почему это происходит.
Металлы: цинк, медь, алюминий, свинец, серебро, марганец, магний.
6. Среди перечисленных в предыдущем упражнении металлов выберите те, в присутствии примесей которых скорость электрохимической коррозии железа будет увеличиваться. Объясните, почему это происходит.
7. Какими способами можно защитить металлы от коррозии?
По окончании работы учитель проводит беседу по основным вопросам темы.
Отчетная запись учащихся после работы в группах.
Демонстрация опыта. Коррозия железа в различных средах.
Учитель. Перед вами пять пронумерованных стаканов:
1-ый стакан: кипяченая вода и железный гвоздь;
2-ой стакан: раствор хлорида натрия и железный гвоздь;
3-ий стакан: раствор хлорида натрия и железный гвоздь в контакте с цинком;
4-ый стакан: раствор хлорида натрия и железный гвоздь в контакте с медной проволокой;
5-ый стакан: железный гвоздь опущен в раствор хлорида натрия, к которому добавили гидроксид натрия.
Что наблюдаете? В каких стаканах железный гвоздь прокорродировал, а в каких нет? Почему? Объясните, что происходит в каждом из стаканов. Объясните, что усиливает коррозию, а что её замедляет.
Ответы учеников.
Стакан №1: железо слабо прокорродировало, в чистой воде коррозия идет медленно, так как вода слабый электролит. Это пример химической коррозии.
Стакан №2: происходит химическая коррозия. Скорость коррозии выше, чем в первом стакане, следовательно, хлорид натрия увеличивает скорость коррозии.
Стакан №3: протекает электрохимическая коррозия. Скорость коррозии очень велика.
| А (+) на железе | К (-) на меди |
| Fe0-2e® Fe2+ | 2H++2e® H2 |
Стакан №4: электрохимическая коррозия. Коррозии подвергается цинк.
| А (+) на цинке | К(-) на железе |
| Zn0-2e® Zn2+ | 2H++2e® H2 |
Стакан №5: коррозия практически отсутствует. Следовательно, гидроксид натрия замедляет коррозию.
Учитель. Так в чем же причина гибели яхты “Зов моря”?
Ученик. Причиной гибели яхты стала электрохимическая коррозия. Когда яхта была спущена на воду, возник гигантский гальванический элемент, состоящий из катода (монель-металл), стального анода и электролита - морской воды.
| А (+) на стали | К (-) на монель-металле |
| Fe0-2e® Fe2+ | 2H++2e® H2 |
Учитель. Если бы вы конструировали данную яхту, то какие изменения внесли бы в её конструкцию?
Учащиеся предлагают свои идеи.
IV. Домашнее задание. Задания по выбору учащихся.
1. Составьте рассказ на тему “Основные способы защиты металлов от коррозии”, отвечая на вопросы.
А) Как влияют примеси и специальные добавки на коррозию металлов (сплавов)?
Б) Какими способами изолируют металлы от воздействия окружающей среды?
В) Как можно воздействовать на окружающую среду, чтобы уменьшить коррозию металлов (сплавов)?
Г) Как осуществляют химическую защиту металлов (сплавов) от коррозии?
2. Составьте тест для своих одноклассников из пяти вопросов к теме “Коррозия металлов”. Для каждого вопроса придумайте три неверных и один правильный ответ. Оформите работу на отдельном листе формата А4.
3. Составьте конспект изучения темы “Коррозия металлов” в такой форме:
- цели изучения темы;
- основные понятия темы;
- интеллект-карта темы.
Придумайте форму и содержание зачетной работы. Оформите задание на отдельном листе формата А4.
V. Рефлексия.
Прочитайте внимательно слова, предлагаемые ниже, и выберите три из них, которые наиболее точно передают ваше состояние на данном уроке (запишите соответствующие числа).
1) раздражение;
2) злость;
3) радость;
4) безразличие;
5) удовлетворение;
6) вдохновение;
7) скука;
8) тревога;
9) тоска:
10) спокойствие;
11) уверенность;
12) неуверенность.
Литература.
- Беккерт М.Мир металла. Издательство “Мир”, Москва. , 1980
- Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Настольная книга учителя. Химия 9 класс. М.: Дрофа, 2002
- Емельянова Е.О., Иодко А.Г. Организация познавательной деятельности учащихся на уроках химии. Часть 2.М.: Школьная пресса, 2002.
- Кукушкин Ю. Н. Химия вокруг нас. Москва, 1992.
- Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Занимательные задания и эффективные опыты по химии. М.: Дрофа, 2002.
- Беликова М.Ю. В царстве “рыжего дьявола”//Я иду на урок химии. Книга для учителя. М.: Издательство “Первое сентября”, 1999.