Открытый урок химии в 10-м классе. Тема: "Дисперсные системы"

Цели занятия:

Образовательные:

• освоить новый материал.
• систематизировать ранее полученные знания по темам: "Электролитическая диссоциация", "Водородный показатель", "Химические свойства кислот".

Развивающие:

• развивать мышление
• развивать умение формулировать и аргументировать собственное мнение.
• развивать аналитические способности.

Воспитательные:

• совершенствовать коммуникативные навыки при работе в группе.

Оборудование:

• ТСО: мультимедийный проектор, ноутбук.
• Химические реактивы и оборудование: раствор аммиака, уксусная кислота, сок свеклы, 2 цилиндра.

Ход урока

Преподаватель: С помощью междисциплинарных связей химии и кулинарии можно рассмотреть борщ как систему, при приготовлении которой образуются различные дисперсные системы.

Борщ-это классическое первое блюдо, традиционное для славянских стран, а также для стран Восточной и Центральной Европы [7].

Перечислите ингредиенты, которые понадобятся для приготовления борща.

Учащийся (показывает презентацию): 1 кг говядины (мякоть или на косточке), 500 г картофеля, 300 г свежей капусты, 400 г свеклы, 200 г моркови, 200 г лука, 3 ст. л. томатной пасты, 1 ч. л. уксуса, 2-3 зубчика чеснока, 2-3 лавровых листа, корень петрушки, соль, перец, растительное масло, зелень по вкусу.

Сначала мясо заливаем водой и варим 1,5 часа.

Варение (варка) - распространенный вид термической обработки, при котором продукт полностью погружен в горячую (кипящую) воду.

Для всех, кроме убежденных вегетарианцев, мясо - один из главных пищевых продуктов, который является незаменимым источником белков.

Мясо состоит из различных тканей, но преобладает мышечная, в состав которой входит: влага (73-77%), белки (18-21%), липиды (1-3%), экстрактивные вещества (1,7-2%), минеральные вещества (0,8-1,0%)

Вода H₂O - прозрачная жидкость, не имеющая цвета (в малом объеме), запаха, вкуса. Вода является универсальным растворителем с температурой кипения 100 °С и температурой замерзания 0 °С [8].

Преподаватель: В результате варки мяса в воде образуется бульон, который является дисперсной системой.

Давайте запишем определение.

Дисперсные системы - гетерогенные системы, в которых одно или несколько веществ виде мелких частиц распределены в другом веществе [1].

Мы уже с вами встречались с понятием гетерогенная система. Дайте определение.

Учащийся (с места): Гетерогенная система - система, в которой реагирующие вещества находятся в разных агрегатных состояниях [2].

Преподаватель: Дисперсная система состоит из дисперсионной среды и дисперсной фазы.

Дисперсионная среда - вещество, в котором происходит распределение.

Дисперсная фаза - вещество, которое распределяется [5].

Существуют два типа классификаций дисперсных систем.

Первый тип классификации основан на размерах частиц дисперсной фазы, табл. 1.

Таблица 1.

Сегодня на занятии на примере борща мы рассмотрим с вами грубодисперсные системы.

Второй тип классификации основан на агрегатном состоянии дисперсионной среды и дисперсной фазы, табл. 2.

Таблица 2.

При приготовлении бульона в качестве дисперсионной среды выступает вода, а дисперсной фазой являются липиды мяса, таким образом, как видно из табл. 2, бульон относится к дисперсным системам, называемым эмульсиями.

Эмульсия - дисперсная система, в которой дисперсионная среда и дисперсная фаза являются несмешивающимися жидкостями.

На поверхности бульона в результате коагуляции белка мяса образуется пена.

При нагревании или введении сильного электролита коллоидные частицы теряют заряд и начинают укрупняться (слипаться) в более крупные агрегаты либо всплывают на поверхность [5].

Коагуляция - соединение частиц в более крупные агрегаты (слипание молекул).

Какой электролит мы добавляем при варке бульона? Запишите уравнение электролитической диссоциации этого электролита. Каким по силе является этот электролит?

Учащийся (у доски): При варке бульона мы добавляем поваренную соль NaCl (хлорид натрия). Это вещество является сильным электролитом. Уравнение диссоциации: NaCl = Na⁺ + Cl^-.

Преподаватель: Попробуйте самостоятельно с помощью табл. 2 дать определение пенам.

Учащийся (с места): Пена - дисперсная система с газовой дисперсной фазой и жидкой или твердой дисперсионной средой.

Преподаватель: Далее в полученную дисперсную систему (эмульсию) добавляем картофель. При варке крахмал, которым богат картофель, поступает в бульон, где при взаимодействии с водой он образует __________.

У вас отлично получилось дать определение пенам с помощью таблицы. В тетрадях запишите название той системы, которая образуется.

Учащийся: Суспензия - дисперсная система, в которой дисперсионная среда - жидкость, а дисперсная фаза - твердое вещество, нерастворимое в жидкости.

Преподаватель: После этого в бульон добавляем капусту и варим на маленьком огне еще пять минут.

Все хозяйки, готовящие борщ, знают, что непосредственно свеклу в бульон не кладут, а делают сначала борщевую заправку. Для этого на сковороде сначала пассируют на масле свеклу, морковь, лук.

Пассерование (от фр. Passer - пропускать) - обжаривание овощей при температуре 120 °С с экстракцией маслом красящих и ароматических веществ.

Затем добавляют стабилизатор цвета - помидоры или томатную пасту, немного лимонной или уксусной кислоты.

К какой дисперсной системе вы бы отнесли томатную пасту? Свой ответ обоснуйте.

Учащийся: Если предположить, что молекулы красителей томатов - это твердые вещества, которые находятся в большом количестве жидкости, то томатную пасту можно отнести к суспензиям.

Преподаватель: Все верно. А что можно рассказать об уксусной кислоте с точки зрения теории электролитической диссоциации?

Учащийся (у доски): Уксусная кислота CH₃COOH - слабый электролит, который диссоциирует:

СН₃СООН - СН₃СОО^- + Н⁺.

Так как слабые электролиты диссоциируют не полностью, в их растворах при диссоциации устанавливается равновесие между недиссоциированными молекулами и ионами [5].

Выражение для константы диссоциации уксусной кислоты:

К_д = [СН₃СОО^-] [H⁺]

[СН₃СООН]

Преподаватель: Объясните, зачем добавляют уксусную кислоту в борщевую заправку.

Учащийся: Катионы водорода определяют среду и сохраняют цвет свеклы. При длительной варке борщ может стать бурым, что связано с разрушением природных красителей свеклы (антоцианов) под воздействием рН среды. Антоцианы имеют преимущественно красный цвет в кислой среде и синий в щелочной.

Преподаватель: Что такое рН?

Учащийся: Водородный показатель рН - отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода:

рН = - lg [Н⁺]

В водных растворах различают три типа среды:

рН = 7 - среда нейтральная

рН > 7 - среда щелочная

рН < 7 - среда кислая

Качественно рН водных растворов электролитов определяют с помощью индикаторов.

Индикаторы - вещества, изменяющие свою окраску в зависимости от концентрации ионов Н⁺ и ОН^-. Примеры: метиловый оранжевый, фенолфталеин, лакмус.

Преподаватель: При изучении темы "Химические свойства кислот" мы с вами познакомились с индикаторами. Увидели при проведении практической работы, как они в зависимости от среды изменяют окраску.

А сейчас проведем эксперимент, цель которого - выяснить, как изменяет окраску свекла в кислой и щелочной среде.

В два цилиндра наливаем раствор аммиака и уксусную кислоту, добавим к растворам свеклы сок свеклы. Через несколько минут можно наблюдать изменения окраски в одном из цилиндров.

Таким образом мы доказали, что кислая среда обеспечивает стабилизацию цвета свеклы.

После этого мы смешиваем полученную систему с борщевой заправкой. Добавляем корень петрушки и лавровый лист. Солим и перчим по необходимости. Выдавливаем чеснок. Убираем суп с огня и даем настояться 15-20 минут. Готовый борщ необходимо разлить по тарелкам, добавив зелень и сметану по вкусу. Приятного аппетита.

Как вы сами могли убедиться, различные дисперсные системы встречаются повсюду, даже на примере любимого большинством первого блюда видно, что в повседневной жизни нас окружают суспензии, эмульсии, пены.

Итоги занятия:

Что изучили на занятии?

Ответ: Рассмотрели на примере приготовления борща, какие бывают дисперсные системы, например, эмульсии, суспензии, пены, пасты.

Что повторили?

Ответ: Повторили, что такое водородный показатель, для чего нужны индикаторы, как диссоциируют слабые и сильные электролиты.

Преподаватель выставляет оценки за работу на занятии с комментариями.

Домашнее задание:

Самостоятельно рассмотрите системы (см. табл. 2), которые не были затронуты на занятии.

Литература.

1. Волков В.А. "Коллоидная химия". М.: "МГТУ им. А.Н.Косыгина", 2001г.
2. Габриелян О.С. "Химия 11 класс". М.: "Дрофа", 2006г.
3. Гин А.А. "Приемы педагогической техники". М.: Вита Пресс, 2009г.
4. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. "Начала химии". М.: "Оникс XXI век", 2001г.
5. Новошинский И.И., Новошинская Н.С. "Химия 10 класс". М.: "Оникс", 2006г.
6. uchportal.ru
7. say7.info
8. ru.wikipedia.org
9. xumuk.ru