Форма проведения урока: исследование с элементами межпредметной интеграции.
Нельзя кого-либо изменить, передавая ему готовый опыт.
Можно лишь создать атмосферу, способствующую развитию человека.
К.Роджерс
Цель урока: посмотреть на пламя свечи и на саму свечу глазами исследователя.
Задачи урока:
- Начать формирование важнейшего метода познания химических явлений – наблюдения и умения описывать его;
- Показать в ходе практической работы существенные отличия физических и химических реакций;
- Актуализировать опорные знания о процессе горения с учетом материала, усвоенного на уроках других учебных дисциплин;
- Проиллюстрировать зависимость реакции горения свечи от условий проведения реакции;
- Начать формирование простейших приемов проведения качественных реакций по обнаружению продуктов горения свечи;
- Развивать познавательную активность, наблюдательность, расширять кругозор в области естественнонаучного и художественно- эстетического познания действительности.
Этапы урока:
I Организационный момент. Вступительное слово учителя.
Свеча? — традиционное приспособление для освещения, представляющее собой чаще всего цилиндр из твердого горючего материала (воск, стеарин, парафин) служащий своего рода резервуаром твёрдого топлива, подводимого в расплавленном виде к пламени фитилём. Предки свечи — светильники; чаши, наполненные растительным маслом или легкоплавким жиром, с фитилем или просто щепочкой для подъёма горючего в зону горения. Некоторые народы использовали в качестве примитивных светильников фитили, вставленные в необработанный жир (даже тушку) животных, птиц или рыб. Первые восковые свечи появились в Средневековье. Свечи долгое время были очень дороги. Чтобы осветить большое помещение, требовались сотни свечей, они чадили, черня потолки и стены. Свечи прошли огромный путь с момента их создания. Люди изменили их предназначение и сегодня у человека есть другие источники света в домах. Но, тем не менее, сегодня свечи символизируют праздник, помогают создать романтическую обстановку в доме, успокаивают человека, и являются неотъемлемой частью декора наших жилищ, принося с собой в дом комфорт и уют. Свечку можно изготовить из свиного или говяжьего жира, масел, пчелиного воска, китового жира, парафина, который получают из нефти. Сегодня легче всего встретить свечи, изготовленные из парафина. С ними мы сегодня и будем проводить опыты.
II Актуализация знаний учащихся.
Инструктаж. Правила по технике безопасности
Беседа:
Зажгите свечу. Вы увидите, как начинает таять парафин около фитиля, образуя круглую лужицу. Какой процесс здесь имеет место? Что происходит, когда горит свеча? Ведь парафин просто плавится. Но откуда тогда тепло и свет?
- Что происходит, когда горит электрическая лампочка?
Ответы учеников.
Учитель:
Когда парафин просто плавится, нет ни тепла, ни света. Большая часть парафина сгорает, превращаясь в углекислый газ и водяной пар. Из-за этого и появляется тепло и свет. А от тепла часть парафина плавится, ведь он боится горячего. Когда свеча сгорит, парафина останется меньше, чем было вначале. Но когда горит электрическая лампочка, тоже выделяется тепло и свет, а лампочка не становится меньше? Горение лампочки – это не химическое, а физическое явление. Она горит не сама по себе, а превращает в свет и тепло энергию электричества. Как только электричество отключаешь, лампочка гаснет. А свечу стоит лишь зажечь, дальше она горит сама.
А теперь наша задача посмотреть на пламя свечи и на саму свечу глазами исследователя.
III Изучение нового материала.
Опыт “Строение свечи”
| ЧТО ДЕЛАЛИ? | ЧТО НАБЛЮДАЛИ? | ВЫВОДЫ |
| 1. Рассмотрели парафиновую и восковую
свечу. 2. Отделили фитиль.
|
Свеча состоит из стержня и фитиля из туго скрученных ниток в центре столбика. | Основу свечи составляет воск или
парафин. Фитиль - это своеобразный капилляр, по
которому расплав свечной массы попадает в зону
горения. Фитили сплетают из хлопчатобумажных нитей. Восковые свечи должны иметь рыхло сплетенный фитиль из толстых волокон, для всех остальных свечей фитили делают из туго сплетенных нитей. Это связано с вязкостью свечной массы в расплавленном состоянии: для вязкого воска нужны широкие капилляры, а легкоподвижные парафин, стеарин и жиры требуют более тонких капилляров, иначе из-за избытка горючего материала свеча станет сильно коптить. |
Опыт “Изучение физических и химических процессов, происходящих при горении свечи”
| ЧТО ДЕЛАЛИ? | ЧТО НАБЛЮДАЛИ? | ВЫВОДЫ |
| 1.Зажгли свечу. | 1.Горение свечи. Если поднести ладони к пламени чувствуется тепло. | 1.Свеча - источник тепла, т.к. процесс сгорания газообразного парафина является экзотермическим. |
| 2.Изучили последовательность процесса горения свечи. Наблюдали фазовые превращения, которые происходят со свечой. | 2. Парафин начинает таять около фитиля и из твердого состояния переходит в жидкое состояние, образуя круглую лужицу. | 2. При горении свечи наблюдаются фазовые превращения парафина (физические явления), осмотическое явление, химические превращения. |
3. Вели наблюдение за хлопчатобумажным
фитилем, выяснили его роль при горении свечи. |
3. Свеча не горит вдоль всего фитиля. Жидкий парафин смачивает фитиль, обеспечивая его горение. Сам парафин не горит. Хлопчатобумажный фитиль перестает гореть на том уровне, где появляется жидкий парафин. | 3. Роль жидкого парафина – не дать фитилю сгореть быстро, способствовать его долгому горению. Жидкий парафин возле огня испаряется, освобождая углерод, пар которого поддерживает горение. При достаточном количестве воздуха возле пламени оно горит ясно. Растопленный парафин гасит пламя, поэтому свеча не горит вдоль всего фитиля. |
Опыт “Изучение строения пламени свечи. Обнаружение продуктов горения в пламени. Наблюдение за неоднородностью пламени”
| ЧТО ДЕЛАЛИ? | ЧТО НАБЛЮДАЛИ? | ВЫВОДЫ |
| 1.Зажгли свечу, поставленную в
подсвечник. Дали ей хорошо разгореться.
|
Пламя свечи имеет продолговатую форму.
В разных частях пламени наблюдается разный цвет. В спокойном пламени свечи выделяются 3 зоны. Пламя имеет несколько вытянутый вид; вверху оно ярче, чем внизу, где среднюю его часть занимает фитиль, и некоторые части пламени вследствие неполного сгорания не так ярки, как вверху. |
Явление конвенции, теплового
расширения, закона Архимеда для газов, а также
закон всемирного тяготения с силами тяжести
заставляют приобрести характерную конусовидную
форму пламени. Восходящий ток воздуха придает пламени продолговатую форму: т.к. пламя, которое мы видим, вытягивается под воздействием этого тока воздуха на значительную высоту. |
| 2. Взяли тоненькую длинную щепку, которую держим горизонтально и медленно проводим ее сквозь самую широкую часть пламени, не позволяя ей загореться и сильно задымиться. | На щепке остается след, оставленный пламенем. Над его внешними краями копоти больше, над серединой больше. | Часть пламени, которая непосредственно
прилегает к фитилю, состоит из тяжелого пара
парафина – кажется, что она сине – фиолетового
цвета. Это самая холодная часть пламени. Вторую, самую светлую часть, создают раскаленные пары парафина и частички угля. Это самая горячая зона. Третий, внешний слой содержит больше всего кислорода и светится слабо. Температура его достаточно высока, но несколько ниже температуры светлой части. Он как бы охлаждается окружающим воздухом. |
| 3. Взяли кусок белого плотного картона, держим его горизонтально в руке, быстро опускаем его сверху на пламя горящей свечи. | На верхней стороне картона появляется опалина от пламени. | На картоне образовалась кольцевидная опалина, т.к. центральная часть пламени является недостаточно горячей, чтобы обуглить картон. Пламя имеет разные температурные участки. |
| 4. В пламя свечи внесли стеклянную палочку. | Пламя свечи имеет желтовато оранжевый
цвет и светится. На поверхности стеклянной палочки образуется копоть. |
Светящийся характер пламени обусловлен
степенью расходования кислорода и полнотой
сгорания парафина, конденсацией углерода и
свечением его раскалившихся частиц. Копоть свидетельствует о неполном сгорании парафина и о выделении свободного углерода. |
| 5. Сухую пробирку закрепили в держателе, перевернули вверх дном и держали над пламенем спиртовки. | Стенки пробирки запотели. На стенках пробирки образуются капельки воды. | Вода – продукт сгорания свечи. |
Опыт “Изучение зависимости высоты пламени свечи от длины фитиля”
| ЧТО ДЕЛАЛИ? | ЧТО НАБЛЮДАЛИ? | ВЫВОДЫ |
| 1.Зажгли свечу. | Фитиль свечи загорается, пламя свечи – высокое. | Жидкий парафин смачивает фитиль, обеспечивая его горение. Сам парафин не горит. Роль жидкого парафина – не дать фитилю сгореть быстро, способствовать его долгому горению. Жидкий парафин возле огня испаряется, освобождая углерод, пар которого поддерживает горение. При достаточном количестве воздуха возле пламени оно горит ясно. |
| 2. Подрезали часть подгоревшего фитиля | Размеры пламени изменились, оно уменьшилось в размерах. Пламя опускается вниз по фитилю до расплавленного парафина и меркнет. В верхней части оно горит дольше. Часть парафина, более близкая к фитилю, от тепла плавится. | Капли жидкого парафина притягиваются друг к другу слабее, чем к фитилю, и легко втягиваются в мельчайшие щели между нитками. Такое свойство вещества называется капиллярностью. |
Опыт “Доказательство горения свечи в кислороде воздуха”
| ЧТО ДЕЛАЛИ? | ЧТО НАБЛЮДАЛИ? | ВЫВОДЫ |
| 1. Посреди тарелки поставили горящую
свечку (тоненькую, небольшую, прикрепленную при
помощи пластилина) В тарелку долили подкрашенную воду (чтобы скрыло дно), свечу накрыли граненым стаканом. |
Вода начинает забираться под стакан Свечка постепенно гаснет. |
Свеча горит, пока в стакане есть
кислород. По мере расходования кислорода, свеча
гаснет. За счет вакуума, который там образовался,
вода поднимается вверх. Горение – это сложный физико-химический процесс взаимодействия компонентов горючего вещества с кислородом, протекающий с достаточно большой скоростью, с выделением тепла и света. |
Опыт “Влияние воздуха на горение свечи. Наблюдение за пламенем горящей свечи”
| ЧТО ДЕЛАЛИ? | ЧТО НАБЛЮДАЛИ? | ВЫВОДЫ |
| Поднесли зажженную свечу к приоткрытой двери. 1. Поставили свечку на пол. 2. Осторожно встали на табуретку возле приоткрытой двери, держим зажженную свечу в верхней части двери. | 1.Пламя отклоняется в сторону комнаты. 2. Пламя отклоняется в сторону коридора. |
Теплый воздух наверху вытекает из комнаты, тогда как внизу холодный поток направлен внутрь нее. |
| 3.Опрокинули свечку так, чтобы горючее стекало на фитиль. | Свечка погаснет | Пламя не успело нагреть горючее настолько, чтобы оно могло гореть, как это происходит наверху, где горючее поступает в фитиль в небольшом количестве и подвергается полному воздействию пламени. |
Опыт “Изучение дыма погасшей свечи”
| ЧТО ДЕЛАЛИ? | ЧТО НАБЛЮДАЛИ? | ВЫВОДЫ |
| 1.Аккуратно затушили свечу. | 1.Появляется запах задутой свечки. От фитиля поднимается дымок. | 1.Дым – это твердые частицы. Задувая пламя, мы заставляем остыть газообразный парафин |
| 2.Подожгли ленту дыма | 2. По струе дыма пламя перескакивает на фитиль | 2. Горящая лента дыма доказывает, что мы имеем дело с еще неостывшим парафином. |
Опыт “Качественная реакция по обнаружению продуктов горения свечи”
| ЧТО ДЕЛАЛИ? | ЧТО НАБЛЮДАЛИ? | ВЫВОДЫ |
| 1.В стакан налили известковую воду. Огарок свечи насадили на проволоку, чтобы его удобнее было опускать в стакан. |
Известковую воду можно приготовить следующим образом: надо взять немного негашеной извести, разболтать ее в воде и процедить сквозь промокательную бумагу. Если раствор получится мутный, необходимо процедить его еще раз, чтобы он был совсем прозрачный. | |
| 2. Зажгли огарок свечи и опустили его
осторожно на дно пустого стакана. Вытащили огарок, зажгли его и снова опустили в банку. |
Огарок некоторое время горит, а затем
гаснет. Огарок сразу же гаснет |
В стакане находится газ без цвета и запаха, который не поддерживает горения и мешает свече гореть. Это - углекислый газ - СО2.. |
| 3. Добавили в стакан известковой воды. | Вода в стакане становится мутной. | При горении свечи образуется углекислый газ. Углекислый газ делает известковую воду мутной. |
IV Закрепление изученного материала.
Фронтальный опрос:
- Перечислите последовательность процессов горения свечи.
- Какие фазовые превращения наблюдаются при горении свечи?
- Что является горючим материалом свечи?
- Для чего нужен хлопчатобумажный фитиль?
- Какое явление позволяет поднимать жидкий парафин на некоторую высоту?
- Где самая горячая часть пламени?
- Почему происходит уменьшение длины свечи?
- Почему пламя свечи не гаснет, хотя при горении образуются вещества, не поддерживающие горения?
- Почему свеча гаснет, когда мы на нее дуем?
- Какие условия необходимы для более длительного и качественного горения свечи?
- Как можно погасить свечу? На каких свойствах основаны эти способы?
- Что является качественной реакцией на углекислый газ?
Учитель:
Рассмотрение строения и горения свечи убедительно иллюстрирует сложность окружающих нас самых тривиальных бытовых предметов, свидетельствует о том, насколько неразрывны такие науки как химия и физика Свеча – настолько интересный объект изучения, что считать тему исчерпанной никак нельзя.
В заключение нашего урока хочу вам пожелать, чтобы вы, как и свеча, излучали свет и тепло для окружающих, и чтобы вы были красивыми, яркими, нужными, как пламя свечи, о котором мы с вами сегодня говорили.
V Домашнее задание.
1. Задание для желающих осуществить дома исследовательскую работу:
Возьмите для опыта любую вещь, где есть застежка – молния. Несколько раз откройте и закройте застежку молнии. Запомните свои наблюдения. Натрите парафиновой свечкой застежку молнии, например, на спортивной кофте. (Не забудьте спросить разрешения у мамы, когда будете брать кофту для опыта). Изменилось ли движение застежки молнии?
Ответьте на вопрос: “Зачем иногда натирают застежки молнии свечкой?”
(Вещества, из которых делают столбик свечки (стеарин, парафин), являются хорошей смазкой, которая уменьшает трение между звеньями застежки.)
2. Задание для желающих осуществить дома исследовательскую работу.
Возьмите 3 свечи разные по составу, сделанные из парафина, воска, стеарина. Свечи можно купить в магазине, а можно сделать самим. (Попросите маму или папу наблюдать с вами за прохождением опыта). Дождитесь сумерек, установите свечки недалеко друг от друга и подожгите их. Заполните таблицу, по мере наблюдения за горящими свечами.
| Задания | Восковая свеча | Парафиновая свеча | Стеариновая свеча |
| Опишите внешний вид свечи | |||
| Опишите пламя свечи | |||
| Время горения свечи | |||
| Наличие запаха при горении свечи |
Использованная литература.
1. Фарадей М.., История свечи, М., Наука, 1980.