Дисперсные системы

Курс: Химия

Раздел: Строение вещества

Тема: Дисперсные системы

Класс: 11

Учебно-методическое обеспечение: Химия 11 класс. Базовый уровень: учебник для общеобразовательных учреждений/ О.С.Габриелян. – М.: Дрофа, 2009. – 223; Химический эксперимент в школе. 11 кл.: учебно-методическое пособие / О.С.Габриелян, И.Г.Остроумов. – М.: Дрофа, 2009. – 222.

Время реализации занятия: 45 мин

Цель урока: сформировать понятие о дисперсной системе, о классификации и практическом значении дисперсных систем

Задачи урока:

Образовательные

• Сформулировать понятие дисперсной системы.
• Познакомить с классификацией дисперсных систем по различным признакам.
• Привлечь внимание учащихся к дисперсным системам большой практической значимости: суспензиям, эмульсиям, коллоидным растворам, истинным растворам, аэрозолям;

Развивающие

• Развивать умение использовать химическую терминологию;
• Развивать мыслительные операции (анализ, синтез, установление причинно-следственных связей, выдвижение гипотезы, классификация, проведение аналогий, обобщение, умение доказывать, выделение главного);
• Развивать умение проводить, наблюдать и описывать химический эксперимент;

Воспитательные

• Воспитывать культуру речи, трудолюбие, усидчивость;
• Продолжить формирование ответственного, творческого отношения к труду;

Проблемные задачи:

• Почему при взаимных сталкиваниях коллоидные частицы не слипаются? При каких условиях происходит слипание коллоидных частиц и их оседание из раствора?
• Как отличить коллоидный раствор от истинного раствора?

Тип урока: урок изучения новой темы

Форма урока: проблемный урок

Методы, приемы проблемно-эвристического обучения: химический эксперимент, эвристическая беседа, работа в группах

Оборудование: мультимедийный проектор, ноутбук, презентация, оборудование для экспериментальных работ.

План проведения урока

Карта урока

Ход урока

1. Организационный момент. Активизация внимания. Объявление темы урока

Взаимное приветствие учителя и учащихся, определение отсутствующих, проверка подготовленности учащихся к уроку, организация внимания. Объявление темы урока.

2. Знакомство с предметным содержанием темы (химический эксперимент, эвристическая беседа)

Учитель: Давайте попробуем растворить различные вещества в воде.

Проведем маленький эксперимент. У вас на столах имеются растворы и смеси.

Практическая часть:

• 1 группа - смесь глины с водой
• 2 группа - раствор сахара с водой
• 3 группа - раствор белка
• 4 группа - раствор мыла
• 5 группа - смесь силикатного клея и воды
• 6 группа - смесь молока с водой
• 7 группа — смесь растительного масла с водой.

Каждая группа работает согласно эксперименту. Данные растворы и смеси смешивают с водой, которая налита в химические стаканы и тщательно перемешивают стеклянной палочкой.

Вопрос 1. Что вы наблюдаете? Почему полученные вами растворы такие разные?

У одних растворы прозрачные, у других мутные, у некоторых вообще не растворяются данные вещества. Что это означает (мы получили однородные и неоднородные системы). Однородные - это гомогенные системы, рассматриваем примеры по проведенным экспериментам. Неоднородные - это гетерогенные системы, также рассматриваем примеры. Однородными системами называются растворы, состоящие из молекул растворителя и частиц растворенного вещества, между которыми происходит физические и химические взаимодействия. Это мы наблюдаем каждый день, например, когда смешиваем сахар или соль с водой.

Однако, некоторые вещества с водой (например, глина, раствор масла, клея) образовали мутные, на вид неоднородные системы - гетерогенные, которые называются суспензиями, эмульсиями, взвесями.

В окружающем нас мире чистые вещества встречаются очень редко. Смеси веществ в различных агрегатных состояниях могут образовывать гетерогенные и гомогенные системы – дисперсные системы и растворы.

Диспе'рсная систе'ма – это смесь, состоящая как минимум из двух веществ, которые совершенно или практически не смешиваются друг с другом и не реагируют друг с другом химически.

Дисперсная система включает в себя два обязательных компонента – это дисперсионная среда, в объеме которой распределены частицы (дисперсная фаза), которые могут быть твердыми, капельками жидкости или пузырьками газа.

По величине частиц веществ, составляющих дисперсную фазу, дисперсные системы делят на грубодисперсные (взвеси) с размером частиц более 100 нм и тонкодисперсные (коллоидные растворы) с размерами частиц от 100 до 1 нм. Если же вещество раздроблено до молекул или ионов величиной менее 1 нм, то образуется гомогенная система - раствор.

Дисперсные системы окружают нас повсюду. Вопрос 2. Какие дисперсные системы вы знаете? (предполагаемый ответ: к ним относятся воздух, вода, пищевые продукты, косметика, лекарства). Правильно, сюда же относятся природные тела (горные породы, организмы растений и животных), а также разнообразные строительные и конструкционные материалы.

В зависимости от сочетания агрегатного состояния дисперсной среды и дисперсной фазы можно выделить 9 видов таких систем.

Вопрос 3. Чем обусловлено многообразие дисперсных систем? (предполагаемый ответ: многообразие дисперсных систем обусловлено тем, что образующие их фазы могут находиться в любом из 3 агрегатных состояний). При схематичной записи агрегатного состояния дисперсной систем первым указывают буквами Г - газ, Ж - жидкость, Т - твердое вещество - агрегатное состояние дисперсионной среды, затем записываем агрегатное состояние дисперсной фазы. (Г, Ж, Т), примеры.

Пример оформления таблицы:

Заполнение таблицы с помощью учащихся.

Дисперсные системы с газообразной дисперсионной системой называется аэрозолями. Туман - дисперсная система, где дисперсная среда - воздух (газ), а дисперсной фазой являются мелкие капли жидкости. (Г - Ж). Пыль, дым - это взвеси твердых частиц в газе (Г - Т).

А смог, висящий над крупнейшими городами мира - также аэрозоль с твердой и жидкой дисперсной фазой. Жители населенных пунктов вблизи цементных заводов страдают от всегда висящей в воздухе цементного сырья и продукта его обжига - клинкера. Аналогичные вредные аэрозоли - пыли имеются и в городах с металлургическим производствами. Шипучие напитки (показываем газированную воду) - это дисперсия газа в жидкости (Ж - Г). Также дезодоранты, лаки, дихлофос, пены - это дисперсия газа в жидкости (Ж - Г). Демонстрация названных предметов. Эмульсии - жидкость раздроблена в другой жидкости ( показываем вода + бензин Ж - Ж). Многие лекарства представляют собой эмульсии. Суспензии (среда - жидкость, а фаза - нерастворимое в ней твердое вещество, глина с водой Ж - Т).

В твердой дисперсионной среде могут быть диспергированы газы, жидкости, твердые тела. К системам (Т- Г) относятся пенопласты, шлак, пемза, хлебобулочные изделия. К дисперсной системе - Т-Ж можно отнести натуральный жемчуг (карбонат кальция) в котором диспергирована вода. А к дисперсной системе Т - Т относятся бетон, строительные материалы, сплавы, цветные стекла, некоторые минералы.

Постановка задач.

1. Почему при взаимных сталкиваниях коллоидные частицы не слипаются? При каких условиях происходит слипание коллоидных частиц и их оседание из раствора? (работает 1 группа)
2. Как отличить коллоидный раствор от истинного раствора? (работает 2 группа)
3. Поиск методов решения поставленных задачи.

Метод решения задачи 1 группы. Какие факторы окружающей среды влияют на дисперстные системы? (предполагаемый ответ: температура, свет, химические вещества и др.). Ваша задача, нагревая раствор белка и воздействуя на него кислотой, записать наблюдения, сделать выводы. Начинаем работать.

Метод решения задачи 2 группы. Сначала вспомним, чем отличаются структура коллоидного и истинного раствора друг от друга (ответ: размером частиц). Ваша задача, пропуская луч света через растворы, сделать выводы о том, какой раствор будет преломлять луч света. Записать наблюдения. Начинаем работать.

Работа в группах.

• 1 группа. Исследование влияние химических веществ и нагревания на дисперсные системы (раствор белка). Необходимое оборудование и реактивы: спиртовка, держатель, спички, пробирки (2 шт), штатив для пробирок, химический стакан, раствор белка, стеклянная палочка, спирт этиловый.
• 2 группа. Исследование эффекта Тиндаля на коллоидном и истинном растворе (вода из крана и раствор сахара). Необходимое оборудование и реактивы: химический стакан 100 мл с водой, химический стакан 100 мл с раствором сахара, лазерная указка, экран для проекции луча света (лист А 4)

Обобщение и анализ проделанной работы.

Результаты работы в группах:

Докладывает 1 группа – при нагревании белка, мы видим свертывание и выпадение в осадок, такой же эффект и при воздействии спиртом – белок свернулся и выпал в осадок. Вывод: изменение условий окружающей среды влияет на состояние дисперсной системы.

Учитель. Явление слипание коллоидных частиц и выпадение их в осадок называется коагуляцией (скисание молока, действие пищеварительных соков на пищу, яичница)

Докладывает 2 группа – при пропускании луча света через стакан с водой, преломления луча не происходило (проекция в виде точки), при пропускании луча света через раствор сахара – луч преломляется и проекция в виде конуса. Вывод наличие в коллоидном растворе частиц более крупных, чем в истинном растворе, вызывает преломление луча света, отражают своей поверхностью свет.

Учитель. Образование конуса “светящееся дорожки” при пропускании через коллоидный раствор луча света называется эффект Тиндаля. (лучи солнца в утреннем лесу проходят сквозь туман).

Учитель: коллоидные системы, в которых частицы дисперсной фазы образуют пространственную структуру – гели. Гели встречаются нам в повседневной жизни (пищевые, косметические, медицинские, биологические, минеральные).

Для гелей практическое значение имеет биологический синерезис – самопроизвольное уменьшение объема геля (сопровождает свертывание крови)

Домашнее задание.

Изучить параграф 11.

Домашний эксперимент “Приготовление суспензии чистящего порошка”. Оборудование и реактивы: прозрачный стеклянный стакан, вода, чистящий порошок, лазерная указка.

В стакан воды насыпать чайную ложку чистящего порошка и интенсивно перемешать. Наблюдать, что происходит. На следующий день посмотреть, стала ли жидкость над осадком абсолютно прозрачной? С помощью лазерной указки проверить, проявляет ли жидкость эффект Тиндаля (зарисовать). Имеются ли на поверхности жидкости частички порошка? Как можно объяснить тот факт, что они не опустились на дно?

3. Рефлексия.

На заключительном этапе урока предлагаю дать оценку уроку (дети, выходя из класса, должны прикрепить стикер к соответствующей картинке).

• Мне урок понравился.
• Урок не понравился совсем.
• Урок был содержательным.
• На уроке я ничего не понял.
• Понравилось проводить исследование. Урок был обычным...

Список использованной литературы.

1. Лисичкина Г.В, Бетанели В.И. Химики изобретают. М.: Просвещение, 1990.
2. Махмутов М.И. Проблемное обучение: основные вопросы теории. М.: Педагогика, 1975;
3. Махмутов М.И. Организация проблемного обучения в школе. Книга для учителей. М.: Просвещение, 1977;
4. Хуторской А.В. Технология эвристического обучения // Школьные технологии. - 1998. - №4. - с. 55-75.
5. Яновицкая Е.В. Тысяча мелочей Большой дидактики. (Минимальные затраты, максимальные результаты). Пособие для учителей. М.: Баласс, 2012. – 480 с
6. http://ru.wikipedia.org
7. http://nsportal.ru/