Коррозия металлов

Разделы: Химия


Одной из ключевых идей Федеральных государственных стандартов общего образования второго поколения является идея духовно–нравственного развития и воспитания. Целостное развитие личности в ходе обучения возможно при условии равной активации как левополушарных компонентов мышления, так и правополушарных способностей стимуляции образного мышления. Изучение смысловых образований у детей позволило ряду учёных сделать вывод о двух формах отражения действительности: понятийно-рассудочной и эмоциональной. В ходе эмоционально-познавательной деятельности ребёнок пристрастно, с позиции ценности и смысла, отражает реальность в эмоциональных образах. Включение образно-эмоциональных механизмов открытия личностных смыслов в учебный процесс создаёт условия для вывода детского сознания из образно-эмоционального хаоса в логические структуры для развития смысловых структур учащихся, для реального гуманистического взаимодействия между учителем и учеником, а также проявления их внутренних источников саморазвития и самоорганизации.

2010-2011 учебном году в городе Шахты была создана под руководством кандидата педагогических наук доцента кафедры педагогических наук Н.Г. Осадченко творческая группа учителей химии по разработке типовых уроков на образно-эмоциональной основе. Я разработала урок с использованием данной технологии по теме: «Коррозия металлов».

Цель: создать условия для формирования познавательных логических учебных действий учащихся (установка причинно-следственных связей, построение логической цепочки рассуждений, выдвижение версий) через осмысление сущности процесса коррозии и основных способов защиты металлов от разрушения под воздействием внешней среды; для развития творческих способностей учащихся; для осознания учащимися ценности творений человека.

Оборудование: портативный компьютер, проектор.

Демонстрационный материал: пособие для учащихся: учебник О.С. Габриеляна, раздаточный материал, ресурсы сети Интернет, презентации учащихся.

Ход урока

Организационный момент.

Создание образно-эмоциональной ситуации.

На экране появляются фотоснимки храмов.

Учитель. Во всем мире существует более 1,5 десятка храмов, посвященных небесному светиле, без которого не существовало бы жизни на земле - солнцу. Около 10 архитектурных сооружений находится в Индии, остальные – в Китае, Таиланде, Пакистане, США, Южной Америке. Один из храмов стоит на побережье солнечного индийского штата Орисса, в небольшом поселке Kaнарк. Это не самый крупный и не самый старый, но, наверное, самый величественный храм, сохранившихся до нашего времени. Сооружение, веками подвергавшееся действию соленых ветров и морской влаги, уже превратилось в руины, но его железная арматура сохранилась в хорошем состоянии до нашего времени. Древнее здание можно заменить издалека, так как его гладкая поверхность блестит, отражая яркие лучи солнца. Храм Солнца, сохранившись до наших времён, ещё раз подтверждает, каких успехов добились в Древней Индии мастера в обработке металлов. Храм Солнца является одной из тайн мастеров, которую учёные на протяжении долгих лет пытаются раскрыть.

Ребята, как вы считаете, о какой загадке идёт речь?

Проводится мозговой штурм, на доске записываются версии учащихся.

Учитель. Версий высказано много. Давай разберёмся, чья же версия верна? А для этого я вам тоже загадаю загадку.

Металлы имеют большое значение в нашей жизни. Нет той области, где бы мы их не применяли. Поэтому я хочу вас познакомить с предметом, чаще всего применяемый человеком. Без него не обходится ни один строительный процесс.

Учитель выносит «черный ящик».

Учитель. Что лежит в чёрном ящике? Вы правы в чёрном ящике гвоздь. Такие же гвозди в лотках ваших столов. Рассмотрите их и охарактеризуйте свойства. (блестящие, твёрдые, серебристые). У гвоздя есть брат - шуруп, но в отличии от нашего действующего лица он долго путешествовал. Его везли в ящике, затем применили для скручивания деревянных щитов, согнули и бросили как не нужный предмет. Я подобрала его и принесла на урок.

Учитель раздаёт учащимся ржавые шурупы и просит описать их внешний вид.

Ученики описывают предмет: железный, поверхность рыхлая, покрыта коричневыми пятнами.

Учитель. Как вы считаете, почему шуруп имеет такой вид?

Учащиеся определяют, что он разрушился под действием окружающей среды.

Учитель. А какие компоненты окружающей среды разрушают металл.

Учащиеся называют кислород, воду, углекислый газ.

Учитель. Напоминает, что оксиды азота и серы, образующиеся в промышленных процессах, попадают в окружающую среду. Эти вещества взаимодействуют с парами воды, образуя кислоты. Сталь- наиболее популярный конструкционный материал, является активным к действию этих веществ. Напишите уравнения реакций взаимодействия железа с кислородом, раствором серной кислоты, оксидом азота (4). Укажите окислительно-восстановительные процессы.

Через 5 минут на экране появляется слайд с данными реакциями и учащиеся проверяют выполненное задание.

4Fe +3O2 =2Fe2O3

Fe + 2H+ = Fe2+ + H2

Fe + NO2 = FeO + NO

Вывод: Fe0 во всех реакциях восстановитель, протекает процесс окисления.

Учитель. Вернёмся к нашим гипотезам. Так чья версия оказалась верной? Действительно, учёные долгие годы стараются раскрыть секрет стойкости железной арматуры, изготовленной Древними мастерами, к внешним окислителям.

Продолжите предложение: «Тема урока…»

Учащиеся называют тему: «Как защитить металл от разрушения?».

Учитель. Вы правильно определили тему урока. Но можно ли защитить что- либо от разрушения не зная причин и особенностей протекающих процессов? Я предлагаю разбиться на группы, для этого вам необходимо отклеить цветной стикер от обратной стороны ваших стульев. Учащиеся с жёлтой полоской работаю в первой группе, синей во второй, красной - в третьей, зелённой - в четвёртой, белой - в пятой.

Учащиеся распределяются по группам и получают задания.

1 группа.

Изучает виды коррозии. Делают презентацию по видам коррозии.

2 группа.

Выясняют причину химической и электрохимической коррозии (см. приложение).

3 группа.

Выясняет, как пройдёт коррозия, если между собой будут соприкасаться металлы разной активности.(см. приложение)

4 группа.

Изучает способы борьбы с коррозией.(делает презентацию)

5 группа.

Творческая группа, которая получает задание создать образ коррозии.

.На изучение материала даётся 15 минут.

Учащиеся изучают материал, учитель даёт консультацию по мере необходимости. После самостоятельной работы, ученики защищают свои мини проекты. В процессе защиты учащиеся задают вопросы, обсуждают тему. Пятая группа представляет образ коррозии в виде грызуна, уничтожающего деревья.

Рефлексия

  1. Наиболее быстро протекает процесс … коррозии.
  2. Наиболее масштабно протекает процесс … коррозии.
  3. При нарушении поверхности лужённого железа будет разрушаться…

Учитель подводит итог урока.

Храм Солнца – это великое творение человека, пронесшееся через века и напоминающее человечеству о том, что разум способен противостоять даже самым масштабным разрушительным процессам.

Учитель. Запишите домашнее задание (параграф, вопросы к параграфу). Я предлагаю вам написать шесть слов относящихся к теме коррозия.

Приложение

Раздаточный материал 2 группы.

Химическая коррозия

Данный вид коррозии протекает в результате взаимодействия металла с различными окислителями среды, такими как кислород, оксид азота (4); под действием кислой среды, которая образуется из-за наличия растворенного оксида углерода (4) или сернистого газа.

Электрохимическая коррозия

Это более сложный вид коррозии. Данный процесс является обратным электролизу. (Что такое электролиз? В чем его особенность? В каких условиях он протекает? Кто является участником полуреакций электролиза?).

Процесс электролиза – это самопроизвольный процесс, при котором работа электрического тока превращается в энергию химической реакции на поверхности электрода. В ходе же электрохимической коррозии (гальванический элемент) – окислительно-восстановительные реакции на поверхности электрода обуславливают возникновение электрического тока в цепи. В роли электродов выступают металлы, более активный – анод, разрушается в ходе реакции, менее активный – катодом, непосредственного участия в реакции не принимает. Электрохимические реакции нуждаются в наличии токопроводящей среды (раствор или расплав электролита).

Задание для самоконтроля

Две пластинки, цинковая и медная помещены в раствор серной кислоты. Через какое-то время вы увидите выделение газа. Почему?

Раздаточный материал 3 группы.

Две пластины соприкасаются. При этом также будет разрушаться цинковая пластина, но пузырьки газа будут образовываться на поверхности медной пластины!

Что же происходит?

Реакция записывается следующим образом

Анод(Zn): Zn – 2e = Zn2+, Zn – восстановитель, процесс окисления,

Kатод(Cu): 2H+ + 2e = H2, H+ - окислитель, процесс восстановления